Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Mex / Mex_11

.doc
Скачиваний:
6
Добавлен:
01.03.2016
Размер:
179.71 Кб
Скачать

Лабораторна робота № 11

ВИЗНАЧЕННЯ ШВИДКОСТІ ПОШИРЕННЯ ЗВУКОВИХ ХВИЛЬ В ПОВІТРІ МЕТОДОМ ІНТЕРФЕРЕНЦІЇ ХВИЛЬ

Мета роботи: Вивчити явище інтерференції та його практичне застосування до експериментального визначення швидкості поширення звуку в газоподібних середовищах.

Прилади і матеріали: 1. Установка для визначення швидкості звуку мето­дом Квінке.

2. Звуковий генератор. 3. Вольтметр.

Література: 1. Е.М.Гершензон, Н.М.Малов. Курс общей физики. Механика. М., 1979, гл.VIII §§8.1-8, гл.ІХ §§9-13.

2. М.М.Архангельский. Курс общей физики. Механика. М., 1975, гл. ХІV §§1-7, гл.XVII §§1-2.

3. Фізичний практикум під ред.В.П.Дущенка. К., 1981, ч.I, с.160-162.

4. Д.В.Чепур та ін. Загальний фізичний практикум. Л., 1963, ч.І, с.166-169.

Теорія методу та опис приладів

Для спостереження явища інтерференції в даній роботі, використо­вується прилад Квінке (рис.1). Він складається з двох колінчастих трубок поставлених вертикально: одна трубка незмінної довжини, а довжина другої може змінюватись шляхом переміщення по вертикалі. Горизонтальні кінці трубок об’єднуються в спільні трубки . На кінці трубки В вмонтовано мікро­фон, а на кінці 3Г закріплено телефон. Мікрофон підключено до мілівольт­метра, а телефон — до звукового генератора.

Р

Рис.1.

азом з висувною трубкою по масштабу штативу пересувається показчик К. При переміщенні рухо­мої трубки знайдемо перший міні­мум звуку — мінімальне значення напруги на мілівольтметрі — відмі­тимо положення показчика К на шкалі, вважаючи його за нульовий. Далі висовуючи рухому трубку зна­йдемо положення слідуючих мінімумів. Знайшовши середнє значення віддалі між ними, запишемо його в таблицю для відповідної частоти. Позначивши віддалі між мінімумами через , тоді різниця ходу хвиль буде рівна , яка з другої сторони рівна .

Довжина хвилі, як відомо, зв’язана з частотою слідуючим співвідно­шенням:

(1)

де —швидкість поширення при температурі . За формулою Ньютона з поправкою Лапласа:

, (2)

де — пружність повітря, — коефіцієнт Пуассона, — густина повітря при температурі . Залежність густини від температури при визначити за формулою:

. (3)

Користуючись рівняннями (1), (2), (3) можна знайти, що

, (4)

де — термічний коефіцієнт, — швидкість звуку в повітрі при .

Вимірювання та обробка результатів

  1. Вибрати і встановити на звуковому генераторі певну частоту звуку.

  2. Включити звуковий генератор та мілівольтметр у міську мережу. Піді­брати відповідну амплітуду коливань.

  3. Переміщуючи рухому частину приладу знайти положення показчика на шкалі, мілівольтметр показує мінімальне значення напруги (перший мі­німум звуку).

  4. Продовжуючи переміщення трубки, знайти всі положення показчика, при яких спостерігається мінімум.

  5. Для кожного мінімуму відлік положення показчика роботи не менше трьох разів і визначити середнє значення цього мінімуму.

  6. Обчислити швидкість звуку в повітрі для кожного значення за формулою (4).

  7. Швидкість звуку в повітрі визначити при різних частотах.

  8. Підрахувати абсолютну та відносну похибки.

  9. Дані вимірювань та обчислень занести в таблицю.

Таблиця.

№ п/п

, Гц

, м

, м

, м/с

, м/с

, %

Висновки:

Тестові завдання та контрольні запитання для визначення ступені готовності до виконання роботи та її захисту

  1. Що називається хвилею? Які бувають хвилі?

  2. Назвіть основні характеристики хвилі та дайте їх означення.

  3. Напишіть рівняння плоскої хвилі.

  4. Що таке інтерференція хвиль?

  5. Які джерела коливань називають когерентними?

  6. Які умови виникнення інтерференційних max і min?

  7. Як залежить швидкість звуку від температури?

  8. Що означає термін “фазова швидкість”?

  9. Яка будова приладу Квінке? Як на ньому спостерігається інтерференція хвиль?

3

Соседние файлы в папке Mex