實驗7.一維駐波與二維共振的克拉尼圖案 (Standing Waves)
課程講義(Lab Handouts)
儀器使用說明書(Common equipment)(請同學務必下載)
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一、目的
自然界的波主要分為力學波(mechanical wave)、電磁波(electromagnetic wave)和物質波
(matterwave)等三大類。在自然界中很容易觀察到力學波的存在和其各種現象，但卻
不易觀察到電磁波和物質波的存在及其各種現象。本實驗將藉由探究力學波動在不同
傳播介質中的波動和共振現象，並將對力學波的了解延伸至對電磁波和物質波的認識。
在實驗中將觀測繩線、金屬環及彈簧的共振現象，及力學波在不同形狀之金屬平板上
的駐波行為，並觀測著名的克 拉尼共振圖形(Chladni resonance patterns)。更探討產生駐波共振所需的條件。實驗中所有觀測到的現象和結果，
可延伸至對電磁波和物質波現象的探討。
二、 簡介
自然界所有的波主要分為三類：力學波、電磁波和物質波，這三類波動大量地圍繞在
我們周遭，並充分應用在我們日常生活上。一般人雖然可以很容易地在自然界中觀察
到各種力學波的存在和其有趣且有用的波動現象，但卻很不容易直接觀察到電磁波和
物質波的存在和各種現象，以致於一般大眾對此兩類波動通常較為陌生，許多人甚至
因為對之不理解而產生了許多錯誤的認識，並對之產生嚴重的懼怕和排斥心態。
雖然不易藉由直接觀測到電磁波和物質波的存在與否，使我們深入認識這兩類型的波動，但我們可藉由對力學波動的瞭解，以延伸對電磁波和物質波動的認識。
三、實驗器材
| 振動儀 | 信號產生器 |
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| 彈簧 | 不同長度之鋁製金屬長片組 |
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| 鋁製金屬線環 | 直徑24 cm 圓形鋁製平板 |
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| 24 x 24 cm²正方形鋁製平板 | 鋁製小提琴形平板 |
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桌邊支撐夾具1 組 |
滑輪含支架1 組 |
L-型支撐架 |
專用細沙 |
灑砂瓶 |
精密天平(共用) |
一般電子天平(共用) |
黑色檔板 |
細砂收集箱 |
數位相機 (自備) |