Задание 1. Определение скорости звука изменением расстояния между излучателем и динамиком

1. Включив звуковой генератор и установив любую частоту в пределах от 2000 Гц до 13000 Гц, получите на экране осциллографа эллипс.

2. Изменением расстояния между динамиком и микрофоном превратите в прямую, проходящую через 1 и 3 или через 2 и 4 квадранты. Определите начальное расстояние между микрофоном и динамиком L _нач.

3. Перемещайте динамик от начальной точки навстречу микрофону или от него. При n=const наблюдайте периодическое изменение картины на экране осциллографа. Определите при этом число полных периодов изменения картины n.

4. Определите конечное расстояние между микрофоном и динамиком L_кон.

5. Вычислите длину волны звука по соотношению , так как одно полное изменение картины на экране осциллографа соответствует изменению на длину волны l.

6. Проведите подобные измерения для 3-5 разных значений частот (2 кГц-13 кГц) в пределах 10 cм < L <100 см.

7. По формуле (2) рассчитайте скорость звука. Результаты измерений занесите в табл. 1.

Таблица 1

№	n, Гц	Lнач, м	Lкон, м	D L, м	n	l, м	, м/c

 

Задание 2. Определение скорости звука при изменении частоты

1. Установив расстояние L =(40-85 см) между микрофоном и громкоговорителем, изменяйте частоту генератора и получите на экране осциллографа прямую линию в любых квадрантах. Зафиксируйте значение частоты L_нач.

2. Вращая ручку лимба генератора, отсчитайте число полных периодических изменений картины на экране осциллографа n (n >3).

3. Заметив частоту конечную, вычислите изменение частоты, а затем скорость звука по выражению: .

4. Измерение повторить 3-5 раз для разных значений расстояний между микрофоном и громкоговорителем. Результаты измерений занесите в табл. 2.

Таблица 2

№	L, м	n нач, Гц	n кон, Гц	Dn, Гц	n	, м/c

 

Контрольные вопросы

1. Чем отличается колебательный процесс от волнового? Запишите уравнения обоих процессов, дайте определения основных параметров.

2. Что такое звук? Каковы характеристики звука (объективные и субъективные)?

3. Что получается в результате сложения колебаний одного направления и взаимно перпендикулярных? Дайте математический вывод.

4. В чем сущность метода измерения скорости звука по сдвигу фаз?

5. От чего зависит скорость звука?

6. В чем сущность эффекта Допплера в акустике?

 

Рекомендательная литература

1. Александров Н.В., Яшкин А.Я. Курс физики. Механика: Учеб. пособие для студентов заочников физико-математических факультетов пед. институтов. – М.: Просвещение, 1978. – с.391-399.

2. Архангельский А.З. Курс физики. Механика: Учеб. пособие для пед. институтов. – М.: Просвещение, 1975. – с. 348-368.

3. Евграфова Н.Н., Каган В.Л. Руководство к лабораторным работам по физике: Учеб. пособие для радиотехн. и электроприборостроит. специальностей вузов. – М.: Высш. школа, 1970. – С. 230-231.