Описание экспериментальной установки

Михеев Д.И., гр. ЕПР-1-04

Схема установки для определения скорости звука методом интерференции приведена на рис.4.

К станине неподвижно прикреплены изогнутая металлическаятруба В, в которую снизу входит подобная ей труба С несколько меньшего диаметра. Трубу С можно вдвигать в трубу В и выдвигать, вращая рукоятку V. Величина перемещения трубы С определяется с помощью закрепленной на станине линейки и указателя, прикрепленного к подвижной трубе С. В левом колене трубы В сделано отверстие О, через которое она соединяется с динамиком T, подключенным к звуковому генератору ГЗ-123. Этот генератор представляет собой электронный прибор, возбуждающий синусоидальный переменный ток, частоту которого можно изменять в пределах 18— 15 000 Гц.

Рис 4. Схема установки.

Переменный ток, возбуждаемый генератором, протекает через динамик Т, благодаря чему его мембрана начинает колебаться. Поворачивая регулятор частоты генератора, мы изменяем частоту , вследствие чего меняется высота звука, излучаемого мембраной. Звуковые волны попадают в трубу B и разветвляются — часть их распространяется по короткому колену, образованному трубой В, часть — по длинному, образованному трубой С, а затем они вновь сходятся у отверстия, в котором закреплен микрофон Р. С выхода микрофона сигнал через усилитель попадает на вход осциллографа. Так как обе звуковые волны произошли от одного и того же источника, то они являются когерентными, и в результате интерференции на экране осциллографа амплитуда сигнала будет изменяться при изменении разности хода распространения этих волн.

Вдвигая и выдвигая трубу С вращением рукоятки V, можно добиться того, чтобы разность хода была равна четному числу полуволн, тогда амплитуда сигнала на экране осциллографа будет максимальной; при нечетном числе полуволн звука амплитуда будет минимальной. Зная, на какое расстояние пришлось переместить трубу С при переходе от одного минимума (максимума) амплитуды к следующему, можно определить длину звуковой волны по формуле (19).