6. 4. 3. Наблюдение кривых переменного тока частоты 50 Гц (рис. 8).

Подайте на зажим «Вход Y» контрольный сигнал. Установите неподвижное изображение одного периода. Объясните синусоидальность его формы.

Н а экране виден один период потому, что частота генератора развертки точно равна частоте контрольного сигнала 50 Гц. Покажите, что изображение одного периода возможно только при определенном положении ручек управления частотой генератора развертки.

Поверните ручку плавного изменения частоты вправо или влево. Изображение на экране будет меньше или больше одного периода.

Ручкой «Частота плавно» уменьшайте частоту генератора до тех пор, пока на экране не установится два периода изображения.

Исследуя контрольный сигнал, увеличивайте частоту генератора до 50: 2 = 25 Гц.

Ручкой «Частота плавно» уменьшайте частоту генератора до тех пор, пока на экране установятся три периода изображения.

В этом положении генератор генерирует напряжение с частотой 50 : 3= 16,666... Гц.

Отсюда ясно, что если нужно наблюдать несколько периодов исследуемого сигнала, то частота генератора развертки должна быть в такое же число раз меньше частоты сигнала.

Покажите форму наблюдаемой кривой в случае, если частота генератора больше частоты исследуемого сигнала.

Исследуя контрольный сигнал, увеличивайте частоту генератора развертки (при этом приходится изменять и положение ручки «Диапазоны частот» и «Частота плавно»).

Когда форма кривой будет соответствовать форме на рис. 8, г, частота генератора вдвое превысит частоту сигнала, а при форме рис. 8, д — втрое.

Пользуясь вышесказанным, можно отградуировать положение ручек управления частотой генератора по известным частотам сигнала.

7. Опыты по акустике

7. 1. Колебания, вызываемые микрофоном. Соберите схему по рис. 9.

Угольный микрофон, питаемый напряжением 3—6 В постоянного тока (можно применить батарею от карманного фонаря или аккумулятора), подключается к повышающему переходному трансформатору с соотношением числа витков 1 : 20 или 1 :30. Обмотку трансформатора с большим числом витков подключите к зажиму «Вход Y» и общему зажиму ╧ осциллографа.

Для этой цели удобно применить учебный трансформатор на панелях. К микрофону подключите обмотку «4 В», а к осциллографу — обмотку «42 В».

Параллельно входу осциллографа включите резистор 510— 1000 Ом.

В ключите осциллограф, подберите необходимое усиление Y. Частота генератора развертки устанавливается примерно 100— 200 Гц.

Покажите, что при постукивании по микрофону или звуковом воздействии на микрофон на экране осциллографа появляются кривые звуковых колебаний.

Объясните, что звуковые колебания изменяют сопротивление угольного порошка в микрофоне, а изменяющийся ток в цепи микрофона возбуждает во вторичной обмотке трансформатора переменное напряжение, которое и производится на экране.

7. 2. Осциллограммы различных звуков. Поднесите к микрофону звучащий камертон на резонирующей подставке. Подберите необходимую частоту развертки, чтобы на экране осциллографа было видно два или три периода колебаний.

Покажите, что звук камертона «чистый». Форма кривой на экране будет синусоидальной. Отдаляйте или приближайте камертон к микрофону и объясните связь между громкостью звука и амплитудой колебаний звучащего тела. Форма и частота колебаний при этом не изменяются,

Поднесите к микрофону звучащий камертон с другим числом колебаний. При неизменной частоте генератора развертки осциллографа на экране будет видно соответственно другое число периодов, чем в первом случае.

Обратите внимание, что высота тона звучания зависит от числа колебаний в секунду звучащего тела.

Демонстрацию зависимости формы кривой от тембра звука можно показать, если сравнивать звуки одного тона от камертона и музыкального инструмента (например, скрипки).

В указанных выше опытах звучание камертона можно заменить звучанием динамического громкоговорителя, питаемого напряжением звукового генератора. В этом случае можно изменять громкость и тон звука в большом диапазоне.

7. 3. Осциллограммы гласных и согласных звуков. У микрофона произносятся голосом различные гласные. Покажите, что при одной высоте топа число периодов на экране не изменяется. При разной высоте тона число периодов изменяется. Сравните с высотой тона камертона.

Продемонстрируйте форму колебаний при произношении различных согласных.

Покажите форму колебаний одного и того же звука, произносимого разными людьми (тембр голоса).

7. 4. Сложение колебаний. К микрофону поднесите звучащий камертон одной частоты (тона) и покажите на экране осциллографа два периода.

Отнеся этот камертон в сторону, поднесите к микрофону звучащий камертон другого тона. Покажите форму его колебаний, частоту генератора развертки не меняйте.

Поднесите одновременно к микрофону оба звучащих камертона и покажите форму колебаний от сложения двух звуков разной частоты.

Если один звук получать от камертона, а другой звук — от громкоговорителя, питаемого звуковым генератором, опыт сложения звуков получается более разнообразным, так как частоту звукового генератора можно менять в больших пределах.

Форму колебаний, получающихся при сложении электрических колебаний разной частоты, можно продемонстрировать, если на вход осциллографа подать последовательно соединенные напряжения от низковольтной обмотки трансформатора, питаемого от сети (частота 50 Гц) и от звукового генератора (частоты разные).