Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Лабораторная работа № 4 . 10
Принадлежности: генератор звуковых колебаний ЗГ, телефон, акустическая труба с подвижным поршнем, слуховая трубка. Цель работы: определить скорость звука в воздухе при комнатной температуре.
Описание установки и метода измерений В звуковой, или акустической, волне, происходят механические колебания частиц среды с малыми амплитудами. Звуковые волны в жидкостях и газах являются продольными и представляют собой последовательные сгущения и разрежения частиц среды. Метод определения скорости звука в данной работе основан на свойствах звуковой стоячей волны. Образование стоячей звуковой волны хорошо наблюдается в любой воздушной полости, например, в цилиндрической трубе, закрытой с двух концов. В такой трубе интерферируют прямая волна и отражённая от акустически более плотной среды звуковая волна. Образование стоячих волн тесно связано с явлением резонанса на ограниченных участках сплошной упругой среды. Воздух, заключённый в трубе, можно рассматривать как вибратор, частота собственных колебаний которого может совпадать с частотой источника, и в трубке возникает акустический резонанс. При резонансной частоте колебания плотности воздуха достигают максимальной амплитуды и звучание воздушного столба в трубе максимально. Как известно, при свободных колебаниях в трубе, закрытой с обоих концов, устанавливается стоячая волна с узлами на концах. Следовательно, резонанс в такой трубе наблюдается тогда, когда на её длине L укладывается целое число полуволн бегущей волны. Установка, в которой получаются стоячие волны, состоит из металлической трубы А, закрытой с одного конца поршнем В, который может перемещаться вдоль трубы (рис.1).
С другой стороны труба закрыта телефоном T, подключённым к звуковому генератору (телефон служит излучателем звуковых волн). Положение поршня отсчитывается по шкале. Возникновение резонанса фиксируется непосредственно на слух (при помощи трубки C) по максимальной интенсивности звука, достаточно высокой в этом случае, так как помимо телефона звучит столб воздуха, заключённый в трубке. При перемещении поршня длина столба воздуха между телефоном и поршнем меняется и резонанс наблюдается каждый раз, когда на его длине укладывается целое число полуволн. Разность длин трубы для двух последовательных положений резонанса равна
Δ L = L n +1 – L n = l /2, cледовательно, l = 2 D L, а скорость звука u = l n = 2 D L × n. (1)
Частота колебаний отсчитывается по лимбу звукового генератора. Измерения производятся при n = 1000, 1500, 2000 Гц. При каждой частоте необходимо сделать не менее трёх измерений длины волны.
Порядок выполнения работы 1. Включить генератор звуковой частоты и установить лимб на частоту 1000 Гц. Перемещая поршень в трубке, найти такие его последовательные положения, при которых слышится максимум звука. Измерения Ln для каждого максимума звучания делают не менее трёх раз, затем берут среднее арифметическое Δ L. По разности положений для двух последовательных резонансов определить длину волны l = 2D L. Те же измерения провести на частотах 1500 и 2000 Гц. Данные измерений занести в табл. 1.
2. По полученным данным определить скорость звука при разных частотах и найти её среднее значение при комнатной температуре.
3. Рассчитать скорость звука в воздухе при комнатной температуре по формуле , где - показатель адиабаты воздуха, кг/моль – молярная масса воздуха. 4. Оценить в процентах разницу между измеренным и вычисленным значением скорости звука по формуле
Контрольные вопросы
1. Каковы основные различия между бегущей и стоячей волной? 2. Что представляют собой звуковые волны в жидкостях и газах? 3 Как образуются стоячие волны? 4. Получите выражения для координат узлов и пучностей стоячей волны. 5. При каком условии наблюдается резонанс в акустической трубе?
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-27; просмотров: 91; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.142.96.146 (0.009 с.) |