WYZNACZANIE PRĘDKOŚCI ROZCHODZENIA SIĘ FAL AKUSTYCZNYCH 1. Wprowadzenie. Ciało drgające umieszczone w ośrodku sprężystym oddziałuje okresowo na przylegające do niego cząsteczki ośrodka, wytrącając je ze stanu równowagi i zmuszając do wykonywania drgań wymuszonych. Zaburzenie rozchodzące się w środku sprężystym, polegające na przenoszeniu energii przez drgające cząsteczki bez zmiany ich średniego położenia, nazywa się falą akustyczną. Ze względu na sposób drgania cząsteczek fale dzielą się na podłużne i poprzeczne. W fali podłużnej kierunek drgań cząsteczek jest równoległy do kierunku rozchodzenia się, a w fali poprzecznej jest on prostopadły. Fale poprzeczne mogą powstawać w ośrodku, który charakteryzuje się sprężystością postaci. Ich obecność jest możliwa tylko w ciałach stałych i na swobodnej powierzchni cieczy. Fale podłużne związane są z odkształceniem objętościowym ośrodka, dlatego mogą rozchodzić się w każdym ośrodku. W zjawiskach akustycznych występuje tylko fala podłużna. Prędkość jej rozchodzenia się w ciele stałym o gęstości d i module Younga E wyraża się wzorem: _____ C = \/ E / d Dla cieczy i gazów wyrażenie na prędkość fali podłużnej ma postać: ________ C = \/ χRT / µ gdzie: χ = Cp / CV 2. Wyznaczanie prędkości głosu w powietrzu metodą rezonansu. Zestaw Quinckiego do pomiaru prędkości dźwięku Pomiary przeprowadzono dla 3 różnych częstotliwości ustalonych na generatorze. L.p. f l1 lśr l2 lśr λ Ct ∆Ct / Ct Hz m m m m m m/s % 1 500 0,05 0,39 0,680 340 2,9 2 500 0,055 0,051 0,4 0,393 0,690 345 2,9 3 500 0,048 0,388 0,680 340 2,9 4 800 0,195 0,195 0,41 0,411 0,43 344 4,7 5 800 0,2 0,415 0,43 344 4,7 6 800 0,189 0,407 0,436 348,8 4,6 7 1000 0,14 0,305 0,33 330 6,1 8 1000 0,135 0,137 0,3 0,307 0,33 330 6,1 9 1000 0,135 0,315 0,36 360 5,6 Długość fali w powietrzu obliczono ze wzoru: λ = 2 (l2 – l1). Prędkość głosu w powietrzu w temperaturze otoczenia obliczono ze wzoru: λ = Ct / f Ct = λ * f = 2 f (l2 – l1). gdzie: f – częstotliwość drgań źródła 3. Rachunek błędów. W doświadczenie pierwszym przyczynami błędów są: niedokładność użytego przyrządu do pomiaru wysokości słupa powietrza w rurze oraz pewna bezwładność narządu słuchu człowieka uniemożliwiająca dokładne wyznaczenie punktu węzła lub strzałki. ∆l1 = ∆l2 = 0,005 m ∆f = 25 Hz (wynikający z nastawy generatora)
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)