波尔共振实验
波尔共振实验
振动是物理学中一种重要的运动ï¼?/p>
是自然界最普遍的运动形式之一ã€?/p>
振动可分为自由振
动(无阻尼振动)
、阻尼振动和受迫振动。振动中物理量随时间做周期性变化,在工程技æœ?/p>
中,
最多的是阻尼振动和受迫振动ï¼?/p>
以及由受迫振动所导致的共振现象ã€?/p>
共振现象一方面è¡?/p>
现出较强的破坏性,
另一方面却有许多实用价值能为我们所用ã€?/p>
如利用共振原理设计制作的
电声器件,利用核磁共振和顺磁共振研究物质的结构等ã€?/p>
表征受迫振动性质是受迫振动的振幅
-
频率特性和相位
-
频率特性(简称幅频和相频ç‰?/p>
性)ã€?/p>
本实验中采用波尔共振仪定量测定机械受迫振动的幅频特性和相频特性,
并利用频闪方
法来测定动态的物理量——相位差ã€?/p>
【实验目的ã€?/p>
1
.研究波尔共振仪中弹性摆轮受迫振动的幅频特性和相频特性ã€?/p>
2
.研究不同阻尼力矩对受迫振动的影响,观察共振现象ã€?/p>
3
.学习用频闪法测定运动物体的相位差ã€?/p>
【实验原理ã€?/p>
受迫振动ï¼?/p>
物体在周期外力的持续作用下发生的振动称为受迫振动ï¼?/p>
这种周期性的外力
称为强迫力ã€?/p>
受迫振动特点ï¼?/p>
如果外力是按简谐振动规律变化,
那么稳定状态时的受迫振动也是简è°?/p>
振动ï¼?/p>
此时振幅保持恒定ï¼?/p>
振幅的大小与强迫力的频率和原振动系统无阻尼时的固有振动频
率以及阻尼系数有关ã€?/p>
在受迫振动状态下ï¼?/p>
系统除了受到强迫力的作用外,
同时还受到回å¤?/p>
力和阻尼力的作用。所以在稳定状态时物体的位移、速度变化与强迫力变化不是同相位的ï¼?/p>
存在一个相位差ã€?/p>
当强迫力频率与系统的固有频率相同时产生共振,
此时振幅最大,
相位å·?/p>

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�/p>
实验采用摆轮在弹性力矩作用下自由摆动ï¼?/p>
在电磁阻尼力矩作用下作受迫振动来研究å�?/p>
迫振动特性,可直观地显示机械振动中的一些物理现象ã€?/p>

当摆轮受到周期性强迫外力矩
的作用,并在有空气阻尼和电磁阻尼的媒

质中运动时(阻尼力矩ä¸?
)其运动方程ä¸?/p>

(1)