用玻耳共振儀研究受迫振動

受迫振動研究實驗大學(xué)物理實驗教研室振動分類自由振動

（無阻尼，阻尼振動）受迫振動（外來的能量輸入）振動：物體在平衡位置附近作來回往復(fù)的運動振動幅度和外力的能量和頻率有關(guān)共振外力振動頻率和系統(tǒng)固有頻率接近時，振動幅度最大—共振微波爐食物中水分子的振動頻率與微波大致相同，微波爐加熱食品時，爐內(nèi)產(chǎn)生很強的振蕩電磁場，使食物中的水分子作受迫振動，發(fā)生共振，將電磁輻射能轉(zhuǎn)化為熱能，從而使食物的溫度迅速升高。

自由振動:振幅不變、無阻尼、理想情況阻尼振動:振幅隨時間而減小的振動受迫振動:物體在周期性外力的持續(xù)作用下進行的振動振動受迫振動方程方程的通解為：阻尼項受迫項穩(wěn)定的振動狀態(tài)：幅頻特性曲線位移共振條件穩(wěn)定的振動狀態(tài)：相頻特性曲線當(dāng)發(fā)生共振時實驗儀器物理結(jié)構(gòu)與功能電機轉(zhuǎn)速、振幅、擺輪周期測量：光電門電磁阻尼電機實驗內(nèi)容自由振動：

阻尼振動：

受迫

振動

：電機轉(zhuǎn)動頻率調(diào)節(jié)器阻尼系數(shù)計算阻尼振動中逐差法受迫振動中作圖法實際操作要點自由振動測量周期選擇“1”擺輪撥到約160°處，放手讓擺輪作衰減振動阻尼振動阻尼擋選擇“阻尼1”測量周期選擇“10”受迫振動阻尼擋選擇“阻尼1”在振幅穩(wěn)定前，測量周期選擇“1”來觀察在振幅穩(wěn)定后，觀察周期選擇“10”，用累計放大法記錄強迫力的周期和擺輪的振幅利用頻閃法測定相位差

當(dāng)長凹槽經(jīng)過光電門時，閃光燈閃爍一次。相位差測量：閃光燈、角度讀數(shù)盤上指示桿實驗測量內(nèi)容自由振動，測量擺輪振幅θ與周期T的關(guān)系阻尼選擇“0”檔，開關(guān)選“擺輪”，周期選“1”，擺輪撥到約160°處，放手讓擺輪作衰減振動，當(dāng)振幅θ約為10°的整數(shù)倍時記錄θ和T。阻尼振動，測量阻尼系數(shù)β保持阻尼開關(guān)在原位置，周期選10；記錄擺輪作阻尼振動連續(xù)的10個振幅值及周期值，用逐差法處理數(shù)據(jù)，寫出β的標(biāo)準(zhǔn)形式。從振幅顯示窗讀出擺輪作阻尼振動時的振幅數(shù)值θ0

θ1θ2、、……θn，利用公式式中n為阻尼振動的周期次數(shù),θn為第n次振動時的振幅,T為阻尼振動周期的平均值(可先測出擺輪10次振動的周期值，然而取其平均)。實驗測量內(nèi)容受迫振動，測量幅頻特性和相頻特性阻尼開關(guān)不變，開關(guān)選強迫力，周期選10，開電機，使擺輪作受迫振動。在振幅穩(wěn)定后記錄強迫力的周期和擺輪的振幅，并用閃光法測出擺輪與強迫力之間的相位差；改變強迫力周期，測十幾個點，作出θ~ω/ω0幅頻及Φ~ω/ω0相頻特性曲線;頻閃法測出擺輪與強迫力之間的相位差受迫振動時擺輪與外力矩的相位差利用小型閃光燈來測量。閃光燈受擺輪信號光電門H控制，每當(dāng)擺輪上長型凹槽C通過平衡位置時，光電門H接受光，引起閃光。在穩(wěn)定情況時，在閃光燈照射下可以看到有機玻璃指針F好像一直“停在”某一刻度處，這一現(xiàn)象稱為頻閃現(xiàn)象，所以此數(shù)值可方便地直接讀出，誤差不大于2。實驗注意事項擺輪振幅不易太大，以免損壞蝸