12

нератора и приёмника совпадают по фазе. При этом эллипс фигуры Лиссажу вырождается в отрезок, расположенный в первом и третьем квадранте. Расстояние между источником и приёмником звука при этом равно длине волны звука в воздухе.

7.Рассчитать длину звуковой волны λ как разность положений источника и приёмника звука по шкале (7) (выразить в метрах). При этом положение источника снимать по вертикальной риске, нанесённой на его боковую поверхность, а положение приёмника — по вертикальной плоскости микрофона.

8.По формуле υ = λ ν , где λ — длина звуковой волны (м), а ν — частота генератора (Гц), рассчитать значение скорости звука в воздухе.

9.Ручкой «плавно» изменить частоту генератора приблизительно на 100 — 150 Гц и повторить пункты 6-8. Провести не менее пяти таких измерений скорости звука.

10.По формулам

(где n = 5 — число измерений) определить среднее значение скорости звука в воздухе υср и абсолютную погрешность υ измерений.

11.Вычислить относительную погрешность по формуле ε = (Δυ/υср) 100 % 12. Результаты оформить в виде таблицы :

Задание 2. Определение скорости звука в металлическом стержне.

1.Тумблер переключения рода работы «воздух-металл», расположенный на задней панели прибора, установить в положение «металл».

2.Переключатель частотных диапазонов kHz установить в положение «1,5 — 9,5».

3.Ручками регулировки частоты «Грубо» и «Плавно» установить по индикатору частоту генератора приблизительно 8000 Гц.

5.Ручкой «Рег. выхода» установить на экране осциллографа достаточный для наблюдения устойчивый сигнал в виде эллипса.

6.Изменяя частоту генератора ручкой «Плавно», добиться максимального размера эллипса.

13

7. Определить по индикатору частоту колебаний и учитывая, что при возникновении стоячей волны длина волны равна удвоенной длине стержня λ = 2l, по формуле υ = 2l ν вычислить скорость звука в металлическом стержне (длина стержня l = 0,3 м ). Записать полученные результаты и показать преподавателю.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1.Дайте понятие колебаний, гармонических колебаний. Запишите уравнение гармонического колебания.

2.Что называется амплитудой, периодом и частотой колебаний ?

3.Что называется волной ? Какие волны называются продольными и поперечными ? Что называется длиной волны ?

4.Что называется фронтом волны, волновым полем, лучами ?

5.Получите уравнение плоской монохроматической волны.

6.Какова природа звуковых волн ? Какие колебания называются инфра- и ультразвуковыми? От каких физических величин зависит скорость звука в воздухе ?

7.Чем характеризуется высота и качество звука? Что называется интенсивностью звуковой волны и уровнем громкости?

8.Рассмотрите вопрос сложения двух взаимно-перпендикулярных гармонических колебаний и выведите уравнение эллипса как простейшей фигуры Лисса-

жу. Рассмотрите частные случаи, возникающие при сдвиге фаз ϕ = 0 и ϕ = π2 .

9. Каков принцип измерения скорости звука в воздухе и металлическом стержне, используемый в данной работе ?

14