Описание установки. Общий вид установки показан на рис

Общий вид установки показан на рис. 2. На конце металлической трубы 1 жестко закреплен микрофон 2. Вдоль трубы при помощи стержня 3 может свободно перемещаться электродинамический громкоговоритель 4.

От генератора электрические колебания звуковой частоты подаются на динамик. Динамик возбуждает колебания воздуха определенной частоты.

Звуковая волна, дойдя до микрофона, отражается от него (как от стенки). Сигнал от микрофона подается на осциллограф 6 для визуального наблюдения амплитуды звуковых колебаний воздушного столба в трубе.

Если с помощью генератора волн предельной частоты возбудить колебания воздуха в трубе, то при совпадении частоты генератора с одной из собственных частот воздушного столба наступает резонанс – в трубе установится стоячая волна. Это обнаруживается по увеличению громкости звука и максимальной амплитуде сигнала на экране осциллографа. Поскольку на закрытых концах трубы образуются узлы, а рассто­ яние между соседними узлами равно (рис. 1), то усиление звука будет возни­ кать всякий раз, как только длина воздушного столба изменится на величину λ/2.

Рис. 2 Следовательно, если при

изменении столба воздуха

на величину наблюдалось n усилений звука, то

,

откуда

. (2)

Скорость звука . Тогда, с учетом (3), получим конечную формулу для расчета скорости звука

. (3)

Измерив в ходе опыта расстояния l ₁ и l ₂ при помощи линейки, закрепленной на трубе, и зная частоту n звукового генератора, по формуле (4) можно найти скорость звука в воздухе.