拍現(xiàn)象的觀察實驗?zāi)康亩ㄐ杂^察和描述拍現(xiàn)象實驗原理在生活中常遇到一個質(zhì)點同時參與幾種振動的情況。根據(jù)運動疊加原理，這時質(zhì)點所做的運動就是這幾個振動的合成。我們曾經(jīng)討論過兩個相互垂直的簡諧振動的合成問題。在一些特殊條件下，質(zhì)點的這種合成振動的運動軌道形成了李沙如圖形。本實驗研究兩個同方向不同頻率簡諧振動的合成。當(dāng)兩個同方向、不同頻率的簡諧運動合成時，由于這兩個振動的頻率不同，因而它們的相位差隨時間改變，合振動一般不再是簡諧運動，情況比較復(fù)雜。這里只討論兩個簡諧運動的頻率、都比較大，而兩頻率之差卻很小，即||＜＜()的情況。設(shè)兩簡諧振動的振幅A1=A2,初相分別為、，角頻率和是兩個簡單的整數(shù)，并設(shè)〉。圖（a）和（b）分別表示兩個分振動的位移—時間曲線。由圖知，在t1時刻，兩分振動的相位相同，合振幅最大；在t2時刻，兩分振動的相位相反，合振幅最?。辉趖3時刻，兩分振動的相位相同，合振幅又最大。圖（c）中虛線表示合振動的振幅隨時間作周期性緩慢變化。這種頻率較大而頻率之差很小的兩個同方向簡諧運動合成時，其合振動的振幅時而加強(qiáng)時而減弱的現(xiàn)象叫做拍。xx1x2x=x1+x2t2t3t1(a)(b)(c)ttt圖1拍下面從合振動方程出發(fā)，對拍現(xiàn)象作定量討論：設(shè)兩簡諧運動振幅相同（A1=A2=A），初相都為零。它們的運動方程分別為合振動的位移在-遠(yuǎn)小于或的情況下，式中第一項因子隨時間作緩慢地變化，第二項因子是角頻率接近或的簡諧函數(shù)，因此合成運動可近似看成是角頻率為，振幅為||的簡諧振動。由于振幅的緩慢變化是周期性的，所以振動出現(xiàn)時強(qiáng)時弱的拍現(xiàn)象。由于振幅總是正值，余弦函數(shù)的絕對值以π為周期||=||=||=||=||可見合振動振幅變化的周期，合振幅變化的頻率，即拍頻拍頻的數(shù)值為兩個分振動的頻率之差。實驗內(nèi)容⒈用示波器觀察頻率相差甚大（大于10倍）的兩個波形（要用交替觸發(fā)）及其疊加波形。⒉觀察兩信號頻率較低（～200Hz），且頻率相差不多時的兩個獨立波形及其疊加波形；按通揚聲器，分別聽單一信號和疊加信號的聲音。⒊調(diào)一個信號頻率，使其與另一信號頻率十分接近（＜2Hz）觀察兩信號波形與疊加波形。注意揚聲器音量變化與疊加波形漲落的關(guān)聯(lián)。⒋任意調(diào)信號頻率，描述兩信號頻率的相互關(guān)系與揚聲器音量變化的關(guān)聯(lián)情況。實驗儀器雙蹤示波器、音頻信號源、揚聲器三通三通三通音頻信號~200HZ音頻信號~200HZ揚聲器示波器圖2儀器結(jié)構(gòu)圖實驗報告實驗名稱拍現(xiàn)象的觀察實驗?zāi)康膶嶒炑b置實驗結(jié)果⒈對實驗內(nèi)容1～4分別進(jìn)行描述。⒉歸納一下拍現(xiàn)象。選做實驗電聲換能器實驗內(nèi)容⒈喇叭是一個典型的電聲換能器，仔細(xì)觀察其結(jié)構(gòu)，了解工作原理；⒉將喇叭2與示波器CH2接口連接，用手指輕叩喇叭紙盒，或?qū)⒗茸鳛槭茉捚?，用示波器觀察因機(jī)械振動而感生的電流波形；⒊用三通接頭將信號源與喇叭1和