II. Приборы и принадлежности
Трубка с телефонами на концах, звуковой генератор, осциллограф.
III. Выполнение работы
Установка представляет собой стеклянную трубу с одного конца закрытую пробкой Пр, в которую вмонтирован телефон Т. (рис. 2).
С
другого конца трубка закрыта подвижным
поршнем П.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:
В
ычитая
первое равенство из последующих, можно
исключить неизвестное m.
Получим :
(18)
Здесь l1 – расстояние от первого положения поршня до второго
l 2– от первого до третьего и т.д.
Таким образом, мы можем определить длину волны. Зная длину волны и частоту, найдем скорость звука.
V=
(19)
Затем по формуле (4) определим :
Частота
колебаний
определяется
по частотомеру на генераторе,
li – по шкале, нанесенной на боковой поверхности трубы.
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.
5.Перемещая поршень при неизменной частоте , найдите другие резонансные положения поршня (сколько возможно) при данной частоте. Полученные значения координат xm, хm+1, .… запишите в таблицу.
6.Смените частоту генератора и повторите опыт еще раз.
7.По формуле (19) определите скорость звука.
8.По формуле (4) определить .
ТАБЛИЦА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ.
|
|
||||
Хm= |
|
|
Хm= |
|
|
Хm+1= |
l1= |
|
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= |
|
ср= |
|
ср= |
||
=
=
1=