孙月香，李　媛，白在桥

(北京师范大学 物理学系，北京　100875)



耦合共振管的频率特性研究

孙月香，李媛，白在桥

(北京师范大学 物理学系，北京100875)

用声功率法测量了耦合共振管在不同耦合强度下的频率特性，发现随着耦合强度的增大，耦合共振管的频率的回避交叉现象越明显，这与量子力学中能级的回避交叉具有数学上的相似性.

耦合共振管；声功率；共振回避交叉

声学共振管是大学基础物理实验常见教学仪器，通常的实验内容有测量声速、共振频率以及管内声压分布等.我们在管子内部放置一个有孔的隔板，就得到两个耦合的共振管.这个系统可以类比于经典力学中的两个耦合的弹簧振子，或者量子力学中一维双势阱中的粒子.在这类系统中存在两个接近的共振频率(经典力学)或能级(量子力学)，而随着系统参数(比如隔板位置、弹簧劲度系数或中间位垒位置)的改变，共振频率或能级一般会出现回避交叉的现象[1].本文介绍了利用耦合共振管对这一有趣现象的实验研究.

共振管实验的关键是共振频率的测量.在通常的实验中，学生普遍根据听到的声音(或麦克风采集到的信号)的强度达到极大值来确定共振频率，但是由于人耳的分辨率有限，而且接收信号与人耳或麦克风的位置有关，加之麦克风也会对管内声场有所影响，这种方法会影响共振频率测量的准确性.本文采用直接探测扬声器声功率的方法来确定共振……