Тема 25. Интерференция звуковых волн

Задание

1. Предложите техническое устройство (индикатор звука), реги­стрирующее величину амплитуды звуковой волны. Настройте генера­торы на одинаковую частоту. Меняя положение индикатора, убедитесь в том, что амплитуда звуковых волн оказывается разной в разных ме­стах. Оцените "ширину интерференционных полос".

2. Незначительно измените частоту одного из генераторов. Что бу­дет слышать при этом человек? Дайте теоретическое описание то­го, что произойдет со звуковой волной. Убедитесь экспериментально в том, что если разность частот генераторов Q < 10 герц, то мы будем слышать звук определенного тона с переменной громкостью (биения).

Обратите внимание: волны звука от двух независимых источни­ков (громкоговорителей) являются когерентными, в отличие от волн света, излучаемых независимыми источниками. Объясните, с чем это связано.

4.      Используя отражающий экран, исследуйте интерференцию встреч­ных звуковых волн (стоячая волна). Определите экспериментально расстояние между узлами и пучностями, длину звуковой волны и срав­ните результат измерения с расчетным.

Тема 26. Параметрические колебания

Задание

1. Предложите схему экспериментального исследования параметри­ческой раскачки колебаний математического маятника. Проанализи­руйте, с какой частотой целесообразно изменять один из его параме­тров, например, длину L маятника. Как наилучшим образом согласо­вать изменение величины этого параметра с колебаниями маятника?

2. Проведите расчет, какова максимальная подкачка энергии в коле­бательную систему при фиксированной величине     L изменения длины. Экспериментально получите режим стационарных колебаний (с уста­новившейся амплитудой колебаний), оцените относительную величину изменения параметра (например, L/L). Каковы потери энергии при ко­лебаниях, обусловленные наличием трения.

3. Исследуйте колебания пружинного маятника (груза массы М, подвешенного на пружине жесткости k). Возбудите сначала вертикаль­ные (упругие) колебания груза и проследите за тем, как постепенно энергия вертикальных колебаний преобразуется в энергию качания: маятник начинает раскачиваться. Меняя массу груза маятника, опре­делите, при каком соотношении между периодом упругих колебаний и периодом качаний наиболее быстро происходит преобразование одного вида колебаний в другой. Дайте физическую интерпретацию явления.

Тема 27. Измерение скорости звука в воздухе и в газах

Задание

1. Разработать и описать методику измерения скорости звука в воз­духе и в газах, дав достаточно подробное теоретическое обоснование методики измерения. Дать рисунок или чертеж схемы эксперимента. Дать анализ погрешностей (ошибок) измеряемых величин.

2. Исследовать зависимость скорости звука в воздухе и в газах от величины температуры.

3. Провести обработку результатов измерений с указанием погреш­ностей

Тема 28. Измерение скорости звука в воздухе и в газах по методу сдвига фаз с помощью осциллографа

Задание

1. Разработать и описать методику измерения скорости звука в воз­духе и в газах по методу сдвига фаз с помощью осциллографа, дав де­тальное теоретическое обоснование методики измерения. Дать рисунок или чертеж схемы эксперимента. Дать анализ погрешностей (ошибок) измеряемых величин.

2. Исследовать теоретически и (или) экспериментально зависи­мость скорости звука в воздухе и в газах от величины температуры.

3. Провести обработку результатов измерений с указанием погреш­ностей.