Onde stazionarie

1. Osservare la sovrapposizione e la riflessione degli impulsi di Slinky

1. Allunga una molla di acciaio o slinky longitudinalmente attraverso un pavimento o un corridoio, con uno studente che tiene un'estremità e un altro studente che tiene l'altra. Usa il nastro adesivo per contrassegnare due "barriere" longitudinali a circa un piede di distanza dal centro dello slinky, su ciascun lato. Ripeti con barriere che sono a due metri di distanza dal centro su ciascun lato.
2. A turno lancia impulsi (strappando lo slinky una piccola distanza orizzontalmente e immediatamente tornando al punto di partenza) con ampiezze che rimangono all'interno delle barriere marcate.
3. Quindi, prova a lanciare impulsi identici con la stessa polarità contemporaneamente da entrambe le estremità e nota cosa succede quando gli impulsi si incontrano. L'onda sovrapposta dovrebbe raddoppiare in ampiezza, attraversare le prime barriere nastrate e colpire le seconde barriere nastrate.
4. Ora, lancia impulsi identici ma con polarità opposta contemporaneamente e osserva le sovrapposizioni di impulsi. Gli impulsi dovrebbero annullarsi a vicenda mentre si sovrappongono, e poi continuare a viaggiare, senza mai toccare le barriere.
5. Fissare un'estremità dello slinky tenendolo saldamente in posizione. Invia un singolo impulso verso il basso nella posizione fissa e osserva l'ampiezza dell'onda alla riflessione. Si rifletterà indietro con polarità opposta.

2. Misurare la frequenza delle onde stazionarie su una molla

1. Allunga lo slinky attraverso una stanza o un corridoio e misura e registra la lunghezza allungata.
2. Con un'estremità fissata dal movimento (tenuta saldamente), inizia delicatamente a far scorrere l'altra estremità orizzontalmente in movimento costante fino a trovare l'onda stazionaria di frequenza fondamentale. Per questa armonica, ci dovrebbe essere una sola cresta d'onda con un'ampiezza che si muove avanti e indietro, come il profilo di una corda da salto in movimento. Utilizzare un cronometro per registrare il tempo necessario per diversi cicli d'onda. Un ciclo completo inizia quando un antinodo si forma su un lato, scorre attraverso il centro per formare un antinodo sull'altro lato e quindi ritorna nella sua posizione originale. Usa queste misurazioni per calcolare la frequenza, il periodo e la lunghezza d'onda per questa onda usando le equazioni 1 e 2.
3. Aumentare la velocità dell'estremità scorrevole fino a raggiungere l'armonica successiva(n = 2). Per questa armonica, ci dovrebbero essere due creste d'onda su lati opposti che si muovono in direzioni opposte, e potrebbe sembrare la proiezione 2D della lettera 's' che ruota. Misura la frequenza, quindi calcola il periodo e la lunghezza d'onda per questa onda. Qual è il rapporto tra questa frequenza e la frequenza fondamentale?
4. Ripetere il passaggio precedente per l'armonica successiva (n = 3).