Порядок выполнения работы

О

Рис 4. Схематическое изображение установки для

определения скорости звука

писание установки моделирующей стоячие волны в газе.

Вдлинной трубе (рис. 4) на торцевой поверхности размещается неподвижный источник звука (1) и подвижный поршень (2) с микрофоном. Поршень можно перемещать с помощью рычага (3). После включения генератора возбуждаются бегущие плоские волны, которые отражаются от поршня. Первичная волна и отраженная от поршня накладываются. Меняя положение поршня можно найти такое положение, при котором расстояние между поршнем и источником будет совпадать с положением пучности или узла стоячей волны.

Порядок измерения длины стоячей волны.

1. На рабочем столе установки выставляем рабочие параметры: тип газа, частоту генератора , температуру и давление (по рекомендации преподавателя).Применить.

2. Включаем генератор клавишей в левом верхнем углу рабочего стола.

3. Н

   

   Рис. 5.Изображение измерительного модуля рабочего стола установки

   аведя курсор на ручку поршня (3, рис. 4), удерживая нажатой левую клавишу «мышки» смещаем (плавно) приемник влево или вправо и наблюдаем за показаниями вольтметра (рис. 5). Чтобы определитьположение пучности стоячей волны нужно добиться такого положения поршня, чтобы показания вольтметра были наибольшими. В узлах показания будут минимальными. ВНИМАНИЕ! Длина экспериментальной трубки такова, что для разных частот можно наблюдать разное количество пучностей и узлов.

4. Передвигая поршень по длине трубы, определяем положения пучностей или узлов и заносим их координаты в лабораторный журнал (в таблицу). Длина стоячей волны будет равна расстоянию между соседними пучностями.

5. Для более точного определения длины стоячей волны пользуются выражением: ₍₁₃₎

где - длина резонатора, соответствующего пучности с номером.

Воспользуемся формулами (1) и (8) получим выражение для скорости звука в газе: . (14)

ЗАДАНИЕ 1. Исследование зависимости скорости звука от частоты.

1. По рекомендации преподавателя выберите тип газа, давления и температуру. Проведите измерения положения пучностей стоячих волн для 4-5 частот. Занесите в таблицу 1.

2. Вычислите скорость звука для выбранных частот.

3. Постройте график зависимости скорости звука от частоты. Проанализируйте полученный результат и запишите вывод.

		Форма таблицы для измерения скорости звука Таблица 1.
, К			, с^-1	, м		, м	, м	, м/с
	1				1.
					2.
					3.
					4.
	2				1.
					2.

Примечания: - номер частоты,- номер пучности.

4. Вычислите абсолютную погрешность измерения скорости звука для одной частоты. Запишите результат в форме:

.

ЗАДАНИЕ 2. Исследование зависимости скорости звука от давления.

1. По заданию преподавателя выберите одну частоту и тип газа.

2. Проведите эксперимент для комнатной температуры.

3. Результаты оформите в виде таблицы аналогичной таблице 1.

4. Постройте график зависимости скорости звука в газе от давления. На графике укажите границы доверительного интервала.

ЗАДАНИЕ 3. Исследование зависимости скорости звука от температуры газа.

1. Выберите тип газа - воздух. Задайте значение частоты и давления.

2. Проведите измерения скорости звука при температурах воздуха: 0 С, 200 С, 400 С, 600 С, 800 С.

3. При каждой температуре, плавно изменяя длину резонатора, последовательно пройдите через все доступные точки (3-5) пучностей. Проведите измерения, сначала увеличивая длину резонатора, а затем уменьшая ее.

4. Постройте график зависимости скорости звука в газе от температуры. На графике укажите границы доверительного интервала.

5. Проанализируйте полученный результат.