Лабораторная работа № 7. Определение скорости звука в воздухе методом сложения взаимно перпендикулярных колебаний

1. Что такое колебания? свободные колебания? гармонические колебания? периодические процессы?

2. Приведите дифференциальное уравнение колебаний одномерного гармонического осциллятора. Запишите его решение и изобразите его графически.

3. Дайте определения амплитуды, фазы, периода, частоты, циклической частоты колебания.

4. Какова связь между длиной волны, скоростью и периодом?

5. Исходя из решения уравнения колебаний одномерного гармонического осциллятора, выведите формулы для скорости и ускорения гармонически колеблющейся точки как функции времени.

6. Какова траектория точки, участвующей одновременно в двух взаимно перпендикулярных гармонических колебаниях с одинаковыми периодами? При каких условиях получается окружность? прямая?

7. Какие колебания относят к звуковым? Что такое период, ампли­туда, частота и длина волны?

8. Что такое поперечная и продольная волны?

9. Какова физическая природа звуковой волны в воздухе? Что такое звуковые волны? Звуковые волны в воздухе продольные или поперечные? Почему? Может ли звук распространяться в вакууме? От чего зависят громкость, высота и тембр звука?

10. Что такое инфразвук, ультразвук, гиперзвук? Каковы физические свойства данных звуковых волн (как далеко распространяются в воздухе и других средах, насколько хорошо отражаются и поглощаются и т.д.)? Приведите примеры источников колебаний данных частот в природе и технике.

11. Применение ультразвука в технике.

12. Как и в каких единицах определяется уровень интенсивности звука? Приведите примеры источников звуков различных интенсивностей.

13. Как субъективные характеристики звука – высота, громкость, тембр – связаны с объективными характеристиками звуковых волн? Что такое акустический спектр? Приведите примеры сплошного и линейчатого акустического спектра.

14. Акустические шумы. Источники, классификация, воздействие на человека. Понятие шумового загрязнения.

15. Как по координатам положений микрофона, в которых эллипс стягивается в прямую, определить длину волны?

II. Молекулярная физика

Лабораторная работа № 1.

Установление распределения Больцмана

в ансамбле броуновских частиц

1. Каковы основные постулаты молекулярно-кинетической теории?

2. Дайте определение броуновского движения. Объясните, почему оно наблюдается только в случае малых частиц. Можно ли остановить броуновское движение частиц?

3. Запишите распределение Больцмана, изобразите в графическом виде и кратко его охарактеризуйте.

4. Запишите распределение Максвелла, изобразите в графическом виде и кратко его охарактеризуйте.

5. Каковы признаки и условия термодинамического равновесия?

6. Какое выражение называют уравнением состояния системы? Запишите уравнение состояния идеального газа.

7. Перечислите основные виды изопроцессов и запишите их уравнения. При каких условиях на практике можно применять законы изопроцессов?

8. Перечислите все упрощения, при которых была получена барометрическая формула (10).

9. Давление какого газа более быстро убывает с высотой – азота или кислорода?

10. На какой высоте h над поверхностью Земли концентрация молекул воздуха вдвое меньше, чем у ее поверхности? Температуру считать постоянной и равное 290 К.

11. Опишите опыты Ж. Перрена по определению закона распределения малых частиц с высотой. Какую роль они сыграли для обоснования молекулярно-кинетической теории?

12. Почему малые частицы подчиняются таким же законам распределения, как и молекулы?

13. На какой высоте плотность кислорода уменьшится на 3% по сравнению со значением его плотности на уровне земли? Температуру воздуха считать постоянной и равной 20 ^оС.

14. Сопоставьте приведенные рисунки, характеризующие распределение частиц разных систем в зависимости от высоты, с нижеследующими утверждениями.