臺灣國際科展

圓形皂膜駐波與厚度變化

科展類別
臺灣國際科展作品
屆次
2018年
科別
物理與天文學
得獎情形
三等獎
學校名稱
高雄市立新莊高級中學
指導老師
呂台華
作者
甄致瑜;蔡明翰;施柏安
關鍵字
干涉,皂膜振動,駐波
備註
比利時科學博覽會BSE正選代表

摘要或動機

本實驗藉觀察圓皂膜的共振駐波,探討皂膜厚度對共振模態之影響。發現在條件相同下,因駐波共振頻率與表面張力、厚度及體密度間的複雜關係,使皂膜厚度有時會影響振動模態。 實驗中以同心圓駐波加上轉動,分析皂膜在駐波共振下的厚度分布及隨時變化。駐波加轉動下皂膜之厚度有三種分布情形:厚度相等、厚度沿徑向突增及沿徑向漸增再漸減;隨時間演進,皂膜上同心干涉環會於駐波節線產生暗紋,此暗紋再往兩側拓寬。 當轉動皂膜產生黑膜後,將轉動停止再施以同心圓駐波,可於貝索函數J0之腹線附近出現較厚之干涉亮紋。圓黑皂膜共振之亮點分布與圓板共振動克拉里尼圖案類似,只是皂膜上的亮點往腹線堆積,而圓板上的顆粒則往節線聚集。


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