Задание. 1. Проделайте такой опыт

1. Проделайте такой опыт. Расположите два одинаковых камертона на небольшом расстоянии друг от друга. Колебания первого камерто­на возбуждаются звуковым генератором с частотой, равной собствен­ной частоте камертона (WQ). Ножка камертона начинает поэтому коле­баться с большой амплитудой. Расположенный рядом второй камертон также начинает колебаться. Индикатором этих колебаний может слу­жить легкий шарик (например, от пинг-понга), подвешенный рядом с ножкой камертона. Шарик начинает отскакивать от колеблющейся ножки с большой амплитудой. Объясните причину возникновений ко­лебаний второго камертона. Как изменяется амплитуда колебаний при изменении частоты звукового генератора.

2. Измените собственную (резонансную) частоту второго камерто­на, прилепив к одной из его ножек кусочек пластилина. Объясните физическую причину изменения собственной частоты колебаний ка­мертона. Возбудив колебания первого камертона звуковым генерато­ром с частотой, равной собственной частоте камертона (и>о), убедитесь в том, что второй камертон при этом не колеблется. Дайте объяснение этого явления. Найдите новую частоту генератора wi), при которой

второй камертон "откликается" на колебания первого камертона с ча­стотой иь>1).

3. Поместите между двумя камертонами диск из плотного картона или металла с большим числом отверстий. Возбудите колебания пер­вого камертона с частотой WQ- Второй камертон (нагруженный пла­стилином) не колеблется. Приведите после этого диск во вращение. При некоторой частоте вращения диска второй камертон начинает ко­лебаться с большой амплитудой. Найдите соответствующую частоту Г2 вращения диска. Как она связана с частотами WQ и ш\. Используя идею спектрального разложения, объясните это явление.

Литература

1. Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики, том 3. Наука, Москва, 1995.

2. Горелик Г.С. Колебания и волны. Физмат, Москва, 1959.

Тема 25. Интерференция звуковых волн

Цель изучения интерференции звуковых волн - выявление общно­сти закономерностей, присущих всем волновым явлениям, а также вы­явление существенных различий волновых явлений в оптике и аку­стике. Для экспериментального исследования можно использовать два громкоговорителя, питаемых от звукового генератора, или даже один громкоговоритель и систему отражающих экранов, с помощью кото­рых исследуется интерференция волн.

Задание

1. Предложите техническое устройство (индикатор звука), реги­стрирующее величину амплитуды звуковой волны. Настройте генера­торы на одинаковую частоту. Меняя положение индикатора, убедитесь в том, что амплитуда звуковых волн оказывается разной в разных ме­стах. Оцените "ширину интерференционных полос".

2. Незначительно измените частоту одного из генераторов. Что бу­дет слышать при этом человек? Дайте теоретическое описание то­го, что произойдет со звуковой волной. Убедитесь экспериментально в том, что если разность частот генераторов Q < 10 герц, то мы будем слышать звук определенного тона с переменной громкостью (биения).

Обратите внимание: волны звука от двух независимых источни­ков (громкоговорителей) являются когерентными, в отличие от волн света, излучаемых независимыми источниками. Объясните, с чем это связано.

4. Используя отражающий экран, исследуйте интерференцию встреч­ных звуковых волн (стоячая волна). Определите экспериментально расстояние между узлами и пучностями, длину звуковой волны и срав­ните результат измерения с расчетным.

Литература

1. Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики, том 3. Наука, Москва, 1995.

2. Горелик Г.С. Колебания и волны. Физмат, Москва, 1959.

3. Локшин Г.Р. Волны. Дифракция. Оптическая фильтрация. Дол­гопрудный. 1976.

Тема 26. Параметрические колебания

Периодическое изменение какого - либо параметра колебательной системы (например, длины маятника или индуктивности колебатель­ного контура) приводит к тому, что малые колебания (которые все­гда существуют в системе и обусловлены принципиальной причиной - флуктуациями, связанными с тепловым движением) начинают посте­пенно нарастать, амплитуда колебаний увеличиваться. Такая раскач­ка колебаний называется "параметрической".

Цель исследования - установление общих закономерностей параме­трической раскачки колебаний.