小小醫工人

展演模組名稱(實驗名稱)：二維駐波演示實驗

團隊成員：王羿晴、鄭銘揚、李丕顯、童郁庭、顏芩恩、羅彥明

班級：醫工系 一

普通物理授課老師：陳則銘

展演流程

前置作業：

1. 將電源接上音頻產生器

2. 用電線連接音頻產生器和振動儀

二維共振之克拉尼圖案：

1. 將克拉尼面板（圓形或方形皆可）接上振動儀

2. 將細沙均勻撒至面板上

3. 將音頻產生器頻率切換至0～4000 Hz

4. 調整頻率和放大倍率

5. 當面板有明顯共振現象時，停止調整，觀察圖形

6. 切換頻率或更換面板，重複步驟4～5

環形駐波振盪與電子軌道運動：

1. 將金屬環接上振動儀

2. 將音頻產生器頻率切換至0～200 Hz

3. 調整頻率和放大倍率

4. 當金屬環有明顯共振現象時，停止調整，觀察圖形

5. 切換頻率，重複步驟3～4

金屬長條片組之橫波振盪：

1. 將金屬長條片組接上振動儀

2. 將音頻產生器頻率切換至0～200 Hz

3. 調整頻率和放大倍率

4. 當金屬長條片組有明顯共振現象時，停止調整，觀察振動情形

5. 切換頻率，重複步驟3～4，紀錄金屬片長度和頻率的關係

生活應用

二維共振之克拉尼圖案：

由圖可知，將克拉尼共振操作在提琴形狀的面板上，可以清楚得知不同頻率的共振位置。而小提琴等共振類樂器，頻率的音量是決定音色的一大重點，若工匠在設計製作樂器時，調整不同頻段的放大或衰減，達到混音時「聲音均衡器」的效果，製作出來的樂器音色會更進一步。

環形駐波振盪與電子軌道運動：

可應用在解釋波爾的氫原子模型中，電子如何佔據不連續之特定能階。

金屬長條片組之橫波振盪：

由於此實驗可以探討材料的駐波和諧波現象，因此應用在片條狀發音體樂器（木琴、鐵琴等）的工作原理和懸臂。懸臂在施工以及建築設計中被廣泛使用，如：懸臂橋和陽台。懸臂施工常常在橋梁施工中使用，其結構在建造時是一個懸臂。當臨時支護（如腳手架）不能用於支持結構時，懸臂施工十分有用。且在桁架拱橋建成時，懸臂能直跨度到達對方，因此大部分的斜拉橋建成都使用懸臂。