Описание измерительной установки и метода измерений

Источником звуковых волн в данной работе является телефон Т, соединенный с генератором электрических колебаний звуковой частоты (звуковым генератором) ЗГ. Стоячая волна возникает в столбе воздуха в трубе. Длину воздушного столба можно изменять с помощью поршня II. Приемником звука служит микрофон М, вмонтированный в дно трубы, электрические сигналы с которого подаются на вертикально отклоняющие пластины осциллографа О. При увеличении интенсивности звука размах колебаний на экране осциллографа будет увеличиваться и, наоборот, уменьшаться при уменьшении интенсивности звука.

Для заданной длины волны стоячая волна заметной интенсивности в воздушном столбе возникает только тогда, когда на длине L воздушного столба, закрытого с обеих концов трубы, уложится четное число четвертей длины волны; L= (n=1,2,3,…), рис3.

Возникновение стоячей звуковой волны в трубе сопровождается резким усилием звука (на экране осциллографа резко возрастает амплитуда колебаний). Воздушный столб длиною L, можно рассматривать как вибратор, частота собственных колебаний которого совпадает с частотой источника звуковых колебаний (резонанс).

Два соседних положения поршня, для которых наблюдается усиление звука, отстоят друг от друга на расстояние

(7)

Измерив, расстояние , можно определить длину волны. Знаяи частоту, которая задается звуковым генератором, из соотношения

находим скорость распространения звука

Порядок выполнения работы

1. Познакомьтесь с установкой (рис. 4)

2. Включите осциллограф и звуковой генератор в сеть.

3. Установите частоту электрических колебаний в пределах интервала 800-1500 Гц (по указанию преподавателя).

4. Перемещайте поршень вдоль трубы, начиная с любого конца, и отмечайте следующее друг за другом положения L поршня, при которых сигнал на экране осциллографа имеет наибольший размах. Повторите такие же измерения еще для трёх частот. Данные измерений занесите в табл.1.

Таблица 1

ν₁= ν₂= ν₃=

№ измерений

L, м

l, м

λ, м

, м/с

L, м

l, м

λ, м

, м/с

L, м

l, м

λ, м

, м/с

1. 2. 3. . 7.

Сред

5. Вычислите расстояние между соседними максимумами.

6. Вычислите длину волны и найдите среднее значение <>.

7. Для каждой из частот вычислите скорость волны и занесите в табл.2. Запишите результат измерений в виде доверительного интервала:.

Таблица 2

№	, м/с	м/с	(м/с)2	(м/с)2	Δм/с		м/с
1. 2. 3.
Ср

8. Вычислите скорость звука по формуле: , где Т – температура воздуха по шкале Кельвина, и сравните с результатами опыта.