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：
波的傳播速度可以用以下公式表示：
v = λ f
備註：
v = 波的傳播速度
λ = 波長
f = 頻率
在弦或繩子上傳播的波是橫波。橫波在弦上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
距離 1 腹部 (x) = 1/2 波長 (1/2 λ)
1 波長 (λ) = 2 x = ………..米
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 m/ s²
載重重量 (w) = mg = (0,05 kg)(10 m/s² ) = 0,5 kg·m/s² = 0,5 N
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） |
繩索的質量密度（μ） |
波傳播速度（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 ：
陳述你的結論。
