- •Глава III. Волновые процессы
- •3.1. Определение показателя адиабаты по скорости звука в воздухе
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •3.2Определение длины световой волны при помощи дифракционной решетки
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •3.3 Проверка законов освещенности при помощи фотоэлемента
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •I часть. Проверка закона обратных квадратов
- •II часть. Проверка второго закона освещенности (зависимости освещенности от угла падения лучей)
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •3.4 Изучение сериальных закономерностей в спектре водорода
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •3.5 Определение чистоты обработанной поверхности с помощью микроинтерферометра линника мии-4
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •Настройка микроинтерферометра
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •3.6 Определение длины световой волны при помощи бипризмы
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •Положение темных полос определяется условием
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •3.7 Определение концентрации раствора сахара при помощи поляриметра
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •Часть 1. Определение значения коэффициента пропорциональности к
- •Часть 2. Определение концентрации раствора сахара № 1
- •Часть 3. Определение концентрации раствора № 2
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •3. 8 Изучение явления поляризации света
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
- •3. 9 Определение радиуса кривизны линзы с помощью явления интерференции
- •I. Теоретическое введение
- •II. Приборы и принадлежности
- •III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
- •IV. Выполнение работы
- •V. Содержание отчета
- •VI. Контрольные вопросы
II. Приборы и принадлежности
Трубка с линейкой и телефонами на концах, звуковой генератор, осциллограф.
III. Описание экспериментальной установки и метода измерения
Установка представляет собой стеклянную трубу с одного конца закрытую пробкой Пр, в которую вмонтирован телефон Т. (рис. 2).
Сдругого конца трубка закрыта подвижным поршнемП.П., в котором вмонтирован микрофон М. Мембрана телефона приводится в колебательное движение переменным током звуковой частоты, возбуждаемым с помощью звукового генератора ЗГ.
Телефон возбуждает в трубе звуковые колебания, которые улавливаются микрофоном. Возникающий в микрофоне сигнал наблюдается на осциллографе ОЭ.
Звуковые колебания в трубе возбуждаются особенно сильно, если труба настроена в резонанс. Резонанс наступает в том случае, когда в трубе укладывается целое число полуволн звуковой волны. Один из методов подбора резонансных условий заключается в том, что изменяется длина столба воздуха в трубе путем перемещения подвижного поршня П.П., при постоянной частоте звуковых колебаний. Постепенно увеличивая длину воздушного столба в трубе перемещением поршня, найдем ряд последовательных резонансов. Координаты поршня при этом равны:
Вычитая первое равенство из последующих, можно исключить неизвестноеm. Получим :
(18)
Здесь l1 – расстояние от первого положения поршня до второго
l 2– от первого до третьего и т.д.
Из (18) можно выразить длину волны:
, где k = 1,2,….. (19)
Зная длину волны и частоту, найдем скорость звука.
= (20)
При этом частота колебаний определяется по частотомеру на генераторе, аlk – по шкале, нанесенной на боковой поверхности трубы. По формуле (4) можно найти.
IV. Выполнение работы
1. Включить осциллограф и генератор звуковых колебаний.
2. Частоту генератора установите 2000-2500 Гц
3. Подвижный поршень установите на расстоянии 5-6 см от телефона Т.
4. После прогрева приборов перемещением П.П. определите первое его резонансное положение (по максимальной амплитуде колебаний на осциллографе). X - записать в таблицу 1.
5. Перемещая поршень при неизменной частоте , найдите другие резонансные положения поршня (сколько возможно) при данной частоте. Полученные значения координатxm, хm+1, .… запишите в таблицу.
6. По формуле (19) определите длины волн λ для всех lk. Из них определите среднее значение длины волны λср.
7. Смените частоту генератора и повторите опыт еще раз.
8. По формуле (20) определите скорость звука для двух полученных значений λср1 и λср2.. Из них найдите среднюю величину .
9. По формуле (4) определите , используя .
10. Сравните и с табличными значениями.
Таблица 1
= |
= | ||||
Хm= |
|
|
Хm= |
|
|
Хm+1= |
l1= |
1= |
Хm+1= |
l1= |
1= |
Хm+2= |
l2= |
2= |
Хm+2= |
l2= |
2= |
Хm+3= |
l3= |
3= |
Хm+3= |
l3= |
3= |
Хm+4= |
l4= |
4= |
Хm+4= |
l4= |
4= |
|
ср1= |
|
ср2= | ||
= |
= |