在大學的普通物理實驗大多會安排「繩波」的實驗，稱為梅耳得（Meld）實驗，可以呈現駐波的現象，相當有趣。由於要求精確，需要的儀器設備頗為複雜又不便宜。我們可利用簡便的器材進行相同的實驗，雖然不適合進行精確的定量，但是可以呈現類似的現象，成本不超過一百元喔！製作過程如下：（參見圖一）

1.取一小馬達，用一小段鐵絲纏繞在馬達前端軸心後固定（以虎頭鉗壓緊鐵絲再以熱熔膠黏住），鐵絲的尾端彎折出小圈圈，以便綁上棉線。

2.棉線的另一端綁上螺帽，再放進鐵架的鐵環中垂掛。為了減少摩擦力，在鐵環上纏繞膠帶，以使與棉線的接觸點更為光滑。

3.小馬達接上電池組，開始實驗囉！

實驗一

垂掛的螺帽數量固定不變，改變馬達與鐵環之間綿線的距離，可以觀察到棉線形成的駐波數量會隨之改變。當距離較短時（圖二最上方），形成一個駐波（0.5個波長）。距離增加（圖二中央），則駐波增加為二個（1.0個波長）。距離再增加（圖二最下方），則駐波增加為三個（1.5個波長）。

觀看實驗影片（41.3M）

實驗二

綿線的長度固定，改變垂掛的螺帽數量，亦即改變棉線的張力，可以觀察到張力與駐波數量有特定的關係。實驗結果如圖三；螺帽數量越多，則駐波的波數越少（因為波長越大）。反之；螺帽數量越少，則駐波的波數越多（波長越短）。

另一方面，請注意垂掛螺帽的棉線也會形成駐波（如圖四）！而且該駐波的數量也和長度有關，垂掛的棉線越長則駐波的數目越多。

實驗三

以上實驗使用小馬達產生振動，使用人力的方式也可以呈現相同現象喔！

為了能在較短的長度就能呈現不同駐波的變化，必須使用單位長度質量較大的線（弦），建議不要使用童軍繩或太輕的繩子，使用較重的「珠鍊」效果比較好。實驗時一人拿著珠鍊固定，另一人則快速的旋轉，觀察波數（駐波）形成的情形。

實驗的目的是：駐波的數量與距離有否關係？與轉動速度有否關係？實驗結果如圖五，當距離增加時（旋轉速度為固定），越容易產生更多的駐波。另一方面，距離如果固定，則旋轉速度越快，也會產生更多的駐波。

觀看實驗影片（11.5M）

在一端固定且張緊的弦線（或細繩）上，另一端進行規律性振動，可以產生固定的波動。形成駐波（standing wave）的意義是：「弦線振動時，弦線上不隨時間移動位置的節點（node），形成的條件為：波長λ的1/2、2/2、3/2、4/2、5/2…的位置（波長的n/2倍），亦即L=λ·n /2（L為弦線的長度）。

由於同一條線的單位長度質量（μ）固定，因此在一定的振動頻率（f）時，「張力F與波長λ平方成正比」。

在實驗一中，垂掛的螺帽數量固定（張力固定不變），因此產生的波長λ也會保持固定。由於L=λ·n /2，因此當棉線長度L增加時，駐波的數量n就會增加。

在實驗二中，棉線長度L固定，改變垂掛的螺帽數量（張力F），由於張力F與波長平方的比值成正比，因此螺帽的數量增加（張力增加），波長就會越大，所以駐波的波數就會越少。反之；螺帽數量越少，則駐波的波數就越多（波長越短）。

實驗三以人力控制弦線（珠鍊）的振動，不易維持固定的振動頻率，但是可以改變弦的長度來觀察形成駐波的難易度。換言之，當珠鍊越短時，想要形成越多的駐波（波長越短），則振動頻率需要越大，因此越不容易達成。反之珠鍊越長，則較容易形成較多的駐波。

1.以鐵絲纏繞在馬達前端軸心時，鐵絲的長度不能太長，以免影響馬達轉動的穩定性。而鐵絲尾端彎折小圈圈，綁上棉線時不要綁太緊，務必讓棉線可以滑動，否則馬達旋轉後棉線很容易纏繞在馬達上。

2.實驗一、二的馬達轉動時，會帶動整條棉線旋轉，影響了張力、單位長度質量、摩擦力等變因的操控，因此不宜進行變因的定量測量與驗證，而適合觀察與體驗變因之間的互動關係。

3.網路上有不少利用駐波創作視覺表演藝術，絢爛奪目，請見參考資料2、3。

4.本實驗可以探究的問題相當豐富，在教學上可視學生年級與程度，設計不同的探究問題，例如：(1)國小高年級--兩人轉動跳繩時，通常只轉出一個圈圈（駐波），可以轉出二個甚至三個圈圈嗎？轉動的速度需要更快還是更慢呢？(2)國中--童軍繩與珠鍊在產生駐波的數量以及旋轉速度有何差別？(3)高中--製作實驗一、二的裝置，觀察長度變化、螺帽數量變化與駐波數量的關係為何？

1.中興大學「普通物理實驗室」： http://experiment.phys.nchu.edu.tw/EZphysics/ex_d.htm

2.The Wave Factory：http://www.paulfriedlander.com/text/wavefactory.html

3.Standing Waves：http://www.flickr.com/photos/physicsclassroom/galleries/72157625109669333/