Описание лабораторной установки. Основной частью установки (рис

Основной частью установки (рис. 3.) является труба с поршнем 1. Звуковые колебания возбуждаются телефоном 2, питаемым генератором 3. Звуковая стоячая волна, возникающая в трубе, регистрируется микрофоном 4, сигнал с которого подается на измеритель уровня 5, показания которого пропорциональны амплитуде стоячей волны. Амплитуда стоячей волны будет максимальна, если расстояние между телефоном 2 и микрофоном 4 (который выполняет так же функцию отражающей перегородки) составляет целое число l/2. Таким образом перемещение поршня-микрофона от одного положения, соответствующего максимальной амплитуде до соседнего такого же положения составляет l/2.

Порядок выполнения работы

1. Включите звуковой генератор и измеритель уровня.

2. Установите на генераторе одну из трех частот, указанных преподавателем.

3. Медленно перемещая поршень слева на право, измерьте расстояния DХ_i между соседними положениями поршня, соответствующими максимальному уровню громкости. Эти же измерения повторите при обратном перемещении поршня (справа налево).

4. Вычислите среднее значение DХ.

5. По формуле (15) рассчитайте скорость звука v ₁.

6. Те же измерения и расчеты повторите для двух других частот и найдите значения скорости v ₂ и v ₃.

7. Вычислите среднее экспериментальное значение скорости

v = 1/3(v ₁ + v ₂ + v ₃) (17)

8. По формуле (1) рассчитайте теоретическое значение скорости звука, измерив температуру в лаборатории.

9. Сравните v _т и v _э,вычислив процент их взаимного отклонения e% = [(v _т - v _э)/ v _т ]*100%.

Все результаты измерений и расчетов занесите в таблицу, составленную по собственному усмотрению.

11. Сделайте вывод по результатам работы.

Контрольные вопросы

1. Что называют волной, звуком?

2. Какие волны называют продольными, поперечными?

3. Уравнение и характеристики гармонического колебания?

4. Запишите и объясните уравнение бегущей волны?

5. Что называют длиной волны?

6. Как связаны скорость распространения волны с ее длиной?

7. Сформулируйте принцип суперпозиции волн?

8. Что называют интерференцией?

9. Записать уравнение прямой и обратной волн.

Выведите уравнение стоячей волны.

11. Нарисуйте график распределения амплитуды в стоячей волне.

12. Что называют узлами, пучностями?

13. Запишите и объясните формулу амплитуды стоячей волны.

14. На каком расстоянии друг от друга находятся соседние узлы, соседние пучности?

15. Запишите и объясните рабочую формулу для определения скорости звука.

16. Запишите и объясните формулу для теоретического расчета скорости звука.