II. Приборы и принадлежности

Трубка с линейкой и телефонами на концах, звуковой генератор, осциллограф.

III. Описание экспериментальной установки и метода измерения

Установка представляет собой стеклянную трубу с одного конца закрытую пробкой Пр, в которую вмонтирован телефон Т. (рис. 2).

Сдругого конца трубка закрыта подвижным поршнемП.П., в котором вмонтирован микрофон М. Мембрана телефона приводится в колебательное движение переменным током звуковой частоты, возбуждаемым с помощью звукового генератора ЗГ.

Телефон возбуждает в трубе звуковые колебания, которые улавливаются микрофоном. Возникающий в микрофоне сигнал наблюдается на осциллографе ОЭ.

Звуковые колебания в трубе возбуждаются особенно сильно, если труба настроена в резонанс. Резонанс наступает в том случае, когда в трубе укладывается целое число полуволн звуковой волны. Один из методов подбора резонансных усло­вий заключается в том, что изменяется длина столба воздуха в трубе путем перемещения подвижного поршня П.П., при постоянной частоте звуковых колебаний. Постепенно увеличивая длину воздушного столба в трубе перемещением поршня, найдем ряд последовательных резонансов. Координаты поршня при этом равны:

Вычитая первое равенство из последующих, можно исключить неизвестноеm. Получим :

(18)

Здесь l₁ – расстояние от первого положения поршня до второго

l ₂– от первого до третьего и т.д.

Из (18) можно выразить длину волны:

, где k = 1,2,….. (19)

Зная длину волны и частоту, найдем скорость звука.

= (20)

При этом частота колебаний определяется по частотомеру на генераторе, аl_k – по шкале, нанесенной на боковой поверхности трубы. По формуле (4) можно найти.

IV. Выполнение работы

1. Включить осциллограф и генератор звуковых колебаний.

2. Частоту генератора установите 2000-2500 Гц

3. Подвижный поршень установите на расстоянии 5-6 см от телефона Т.

4. После прогрева приборов перемещением П.П. определите первое его резонансное положение (по максимальной амплитуде колебаний на осциллографе). X - записать в таблицу 1.

5. Перемещая поршень при неизменной частоте , найдите другие резонансные положения поршня (сколько возможно) при данной частоте. Полученные значения координатx_m, х_m+1, .… запишите в таблицу.

6. По формуле (19) определите длины волн λ для всех l_k. Из них определите среднее значение длины волны λ_ср.

7. Смените частоту генератора и повторите опыт еще раз.

8. По формуле (20) определите скорость звука для двух полученных значений λ_ср1 и λ_ср2.. Из них найдите среднюю величину .

9. По формуле (4) определите , используя .

10. Сравните и с табличными значениями.

Таблица 1

=			=
Хm=			Хm=
Хm+1=	l1=	1=	Хm+1=	l1=	1=
Хm+2=	l2=	2=	Хm+2=	l2=	2=
Хm+3=	l3=	3=	Хm+3=	l3=	3=
Хm+4=	l4=	4=	Хm+4=	l4=	4=
		ср1=			ср2=
		=			=