О писание модуля

Звуковые волны в открытом пространстве создаются динамиком, входящим в состав модуля М01 «Излучатель» и исследуются микрофоном М02. Микрофон снабжен двумя кабелями: один - с разъемом СШ-5, второй - с разъемом СР-50. Микрофон требует питания, для чего его необходимо подключить к гнезду «Вольтметр» милливольтметра генератора низкой частоты (П01) кабе­лем с разъемом СШ-5. При этом одновременно сигнал с микрофона подается на вход милливольтметра. Второй кабель микрофона позволяет подключить его к осциллографу или иному измерительному прибору. Схема микрофона приведена на Рис. 15.

Модуль МОЗ «Отражатель» предназначен для изучения отражения и получения стоячих звуковых волн.

З вуковые волны возбуждаются излучателем (М01) и регистриру­ются микрофоном (М02). Эти модули располагаются на рельсе каркаса, их координаты отсчитываются по шкале рельса. Положение выходного окна излучателя совпадает с краем его рейтера. Положение микрофона отмечено риской на его рейтере.

Измерения усложнены отражениями звука от стенок каркаса и от посторонних предметов, а также неравномерностью частотных характеристик динамика и микрофона, поэтому при проведении опытов нуж­но аккуратно подбирать диапазоны частот звука и положений излуча­теля и микрофона.

Схема соединений приведена на Рис. 2. К гнезду «Генератор» генератора подключают излучатель. К гнездам излучателя подключают и один из входов осциллографа. К гнезду «Вольтметр» милливольтметра подключают кабель микрофона. Второй кабель микрофона подключают на второй вход осциллографа.

Измерение скорости волны фазовым методом

Перемещая микрофон, определяют положения, при которых сигналы с динамика и микрофона синфазны или противофазны. Эти положе­ния следуют с шагом в половину длины волны. По известной частоте звука f и измеренной длине волны  находят скорость звука u=f. По результатам различных измерений определите среднее значение скорости звука.

Синфазность или противофазность сигналов с динамика и микрофона определяют по виду фигуры Лиссажу на экране осциллографа. В обоих случаях фигура Лиссажу представляет собой отрезок прямой линии, но наклон этого отрезка при синфазных колебаниях отличается знаком от наклона при противофазных колебаниях.

По определенной в опыте скорости звука найдите из (3) показатель адиабаты воздуха.

Зависимость амплитуды от расстояния

В сферической волне амплитуда колебаний обратно пропорцио­нальна расстоянию от излучателя. В опыте проверяется постоянство произведения амплитуды на расстояние от излучателя. Для этого подключите микрофон к милливольтметру. Передвигая микрофон, отмечайте его координаты и показания милливольтметра. По измеренным величинам проверьте постоянство произведения амплитуды звука (показаний милливольтметра) на расстояние между микрофоном и динамиком.

Стоячие волны

Установите частоту генератора f в пределах 3–6 кГц. На рельс устанавливают отражатель (МОЗ), и исследуют звуковое поле вблизи отражателя. Определяют по­ложения микрофона, соответствующие минимумам сигнала. Эти положе­ния следуют с шагом в половину длины волны. Определив длину волны , проверьте выполнение соотношения между скоростью звука u, его частотой f и длиной волны :

u=f.