梅爾德的實驗

實驗主題：梅爾德實驗

實驗目的：研究繩索張力、波長和波傳播速度之間的關係。

工具與材料：計時器、繩子、滑輪、50克砝碼、電源、秤、尺寸。

基本理論：

波的傳播速度 用公式表示：

v = λ f

備註：

v = 波的傳播速度

λ = 波長

f = 頻率

波浪g 在繩子或線繩上傳播 橫波繩子上橫波的傳播速度可以用以下公式計算：

備註：

v = 繩子上的波速（公尺/秒）

F = T = 繩索張力（牛頓）

μ = 繩索單位長度的質量（公斤/公尺）

實驗步驟：

1. 用秤測量繩子的質量。

繩子的質量 =克 = 公斤

2. 用尺測量繩子的長度。

繩長 (l) = ……公分 = ……米

3. 計算繩子的質量密度

μ = m / l =…………….kg/m

輸入資料表，字串密度列，第一行。

4. 如圖所示組裝實驗裝置。繩子的一端連接一個50克的重物。

5. 測量繩子從一端繫緊到另一端繫緊的長度。

繩子的長度（l）=……………公分 = …………米

6. 打開計時器，直到繩子形成駐波。數一數反波的數量。反波數量 = …………

假設有 n 個胃，那麼相鄰兩個胃之間的距離 = 繩子長度 (l) / n = x

腹部距離 (x) = 1/2 波長 (1/2 λ)

1 波長 (λ) = 2 x =………..m

輸入資料表，波長列，第一行。

7. 波形頻率 = 計時器振動頻率 = PLN 頻率 = 50 赫茲

8. 計算波的傳播速度

v = f λ =………..m/s

在資料表的波速列第一行輸入。

9. 重複步驟 4，使用 100 公克砝碼。

請將資料填入表格第二行。

10. 重複步驟 4，使用 150 公克砝碼。

請將資料填入表格第三行。

數據：

負載質量 (m) = 50 克 = (50/1000) 公斤 = (5/100) 公斤 = 0,05 公斤

重力加速度 (g) = 10 公尺/秒²²

負荷重量 (w) = mg = (0,05 kg)(10 m/s)²) = 0,5 kg m/s² = 0,5牛

負載重量 (w) = 繩索中的張力 (F)

沒有	繩索張力（F）	頻率（f）	波長（λ)	弦的質量密度（μ)	波的傳播速度（v = f） λ)
1	0,5Ň	50赫茲
2	1,0Ň	50赫茲
3	1,5Ň	50赫茲

數據分析：

繩子中的張力與波長有什麼關係？

繩子中的張力與波的傳播速度有什麼關係？

波長和波速之間有什麼關係？

結論 ：

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