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七、实验注意事项 (1) 为避免剩磁影响,不要随便拨动阻尼开关,并且在同一阻尼状态需测量完阻尼振动和受迫振动再拨动到另一个阻尼状态。 (2) 相频特性和幅频特性要在振动稳定后测量
(3) 共振点附近随时调节,避免振幅过大而损坏仪器 (4)闪光灯的正确使用。 八、 问题讨论
(1)如何判断受迫振动已处于稳定状态?
答:经过一段时间,振幅测量值基本稳定了,则可认为受迫振动基本达到稳定。也可以通过时间常数??估计达到稳定的时间。实验中,可以通过先后拨动开关到“摆轮”和“强迫力”,读取二者周期,当二者周期相同时,说明受迫振动基本达到稳定了。但应用此法切记读取强迫力周期时开关应拨回“强迫力”位置。 为了减少等待受迫振动达到稳定的时间,可以选取强迫力周期单调递增(递减)的方法逐次测量各数据点,这样每次振动状态的改变都较小,则受迫振动运动方程解的特解部分?iexp(??t)cos(?02??2t??i)对应的?i较小,则这部分振动的影响会很快的消除。 动的
(3)实验中如何判断达到共振?共振频率是多少? 答:由实验原理(3)可知,共振频率为?=?02-2?2 实验中,可以适当增加共振点附近的测量点密度,在共振点附近反复仔细调节外激励频率,观测到振幅最大时对应的就是共振点。但是在阻尼较高的情况下,由于振幅测量准确度不够,可能共振点附近多点的振幅测量值都相同(比如本实验中的阻尼状态3),
则记录下这些点,共振点可以从幅频曲线图找出。 九、文献综述:
振动现象在自然界中广泛存在。钟摆的摆动, 水上浮标的浮动, 蒸汽机活塞的往复运动, 在微风中树梢的摇摆, 这些都是机械振动现象。另外, 电磁振荡, 晶体中处于晶座上原子的热运动, 人体血管的脉动等也都是振动现象。不管是哪一种运动形式的振动, 描写它们所需要的数学形式都是相同的。可见, 振动是横跨物理学甚至化学、生物学等不同领域的一种相当普遍而重要的运动形式。因此, 研究振动的意义远远超过了力学的范围。有关机械振动的概念和分析问题的方法常常可用于研究其他领域里的振动。
众所周知, 简谐振动是最简单最基本的振动。有些常见的振动常可近似视为简谐振动迭加的结果。我们知道简谐振动是一定条件下的科学抽象, 事实上, 对实际的振动系统, 往往不可避免的存在着各种各样的损耗因素, 由于各种损耗的作用, 能量将不断的损失, 这种振动称为阻尼振动。为了使振动不衰减而持续下去, 需要对振动系统加一个周期性的外力, 这便是受迫振动。从具有代表性的试验中可以总结出规律,从而更加方便的为我们服务。 十、参考文献:
?《玻耳共振仪受迫振动的运动方程》——朱鹤年 ?《用玻耳共振仪研究受迫振动》陈铭南 何雨华 ?《阻尼振动与受迫振动的能量分析》——张伟蓉 ④《2014春物理实验(1)课程资料——清华大学