1 семестр ФЭЛ / лаба8 / лап
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра физика
отчет
по лабораторной работе №8
по дисциплине «Физика»
Тема: «ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗВУКА В ВОЗДУХЕ»
Студент гр. 1282 |
|
Мастрев С.В. |
Преподаватель |
|
Вяткин В.М. |
Санкт-Петербург
2021
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗВУКА В ВОЗДУХЕ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: определение скорости распространения звуковых колебаний в воздухе методом стоячих волн в резонаторе. Построение амплитудно-частотной характеристики резонатора и определение его добротности.
Приборы и принадлежности: установка акустического резонанса, электронный осциллограф, звуковой генератор.
ЭСКИЗ ИЛИ СХЕМА УСТАНОВКИ:
Т – телефон, являющийся источником звука, соединён с ЗГ.
ЗГ – звуковой генератор.
Внутри трубы перемещается поршень с вмонтированным в него М.
М –микрофон, преобразует звуковые колебания в электрические и передаёт их на вход Y ЭО.
ЭО – электронный осциллограф.
За счёт перемещения поршня создаются звуковые колебания, изображаемые на экране осциллографа в виде синусоиды, амплитуда которой зависит от частоты колебаний. Настройка на резонанс может быть осуществлена либо изменением длины воздушного столба в трубе резонатора (перемещением поршня), либо изменением частоты колебаний генератора.
ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
Расчетная формула для определения скорости звука.
R
–газовая постоянная (8,31
)
Т – температура газа; µ – его молярная
масса (для воздуха µ = 29*10–3 кг / моль). ɣ=
Cp / CV – показатель адиабаты, равный
отношению теплоёмкостей газа в изобарном
и изохорном процессах.
2. Расчетная формула показателя политропы:
, где
соответствующие молярные теплоемкости воздуха, i – число степеней свободы молекул газа.
3. Расчетная формула длины резонатора:
4. Расчётная формула добротности колебательной системы:
,
где
– циклическая
частота,
– время
затухания колебаний в волне.
5. Функция Лоренца:
, где A0
и V0
– максимальная амплитуда стоячей волны
и частота излучения источника звуковых
волн в максимуме АЧХ,
– ширина резонансной кривой.
6. Расчетная формула добротности АЧХ:
ПРОТОКОЛ НАБЛЮДЕНИЙ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗВУКА В ВОЗДУХЕ
Таблица 1.1.
|
t, 0C |
T, K |
p, Па |
1040 |
25 |
298 |
104,4*103 |
,
Гц
Таблица 1.2.
i |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
L1, см |
17,9 |
17,7 |
17,7 |
17,5 |
17,8 |
17,7 |
17,8 |
17,7 |
17,6 |
17,8 |
L2, см |
34,1 |
34,3 |
34,1 |
34,4 |
34,4 |
34,4 |
34,5 |
34,4 |
34,3 |
34,4 |
L3, см |
50,9 |
50,7 |
50,4 |
50,5 |
50,7 |
50,8 |
50,7 |
50,8 |
50,7 |
50,7 |
Таблица 1.3.
i |
-5 |
-4 |
-3 |
-2 |
-1 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
V, Гц |
940 |
960 |
980 |
1000 |
1020 |
1040 |
1060 |
1080 |
1100 |
1120 |
1140 |
0.5 |
Av |
7,5 |
6,5 |
5,5 |
5,5 |
7 |
11 |
2,5 |
2 |
1,8 |
1,5 |
1,1 |
0.5 |
