Wyznaczanie dlłgości - omówienie

Nasza ocena:

3
Pobrań: 70
Wyświetleń: 539
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Wyznaczanie dlłgości - omówienie - strona 1 Wyznaczanie dlłgości - omówienie - strona 2 Wyznaczanie dlłgości - omówienie - strona 3

Fragment notatki:

  1 Ćwiczenie 11  Wyznaczanie długości oraz częstotliwości fali akustycznej  I. Zagadnienia do samodzielnego opracowania   1.  Fale mechaniczne - równanie fali, rodzaje fal.  2.  Zjawisko superpozycji fal - interferencja fal, fala stojąca.  II. Wprowadzenie   Rozchodzenie  się fal mechanicznych (w tym przypadku akustycznych) w  ośrodkach sprężystych i możliwości ich wzajemnego oddziaływania zostały  wykorzystane do pomiarów długości tych fal i częstotliwości, z jaką drga wysyłające je  źródło.    Źródłem fal mechanicznych w ćwiczeniu jest membrana głośnikowa pobudzona  do drgań generatorem  RC . Powietrze w rurce, zamknięte w dolnej części słupem wody,  spełnia rolę falowodu fali akustycznej. Wysokość słupa powietrza w falowodzie można  regulować zmieniając poziom zamykającej go wody. W słupie powietrza pod wpływem  drgań pochodzących od źródła zewnętrznego powstaje fala stojąca, jako wynik  interferencji fali pierwotnej i fali odbitej od zamkniętego końca rury. Prześledźmy  powstawanie węzłów i strzałek fali stojącej, czyli miejsc, w których występuje  wygaszenie i wzmocnienie fali stojącej.   Jeżeli odbicie następuje od przeszkody, która ma dużą bezwładność (w tym  przypadku woda), to amplituda fali stojącej w tym punkcie powinna być równa zeru.  Zgodnie z równaniem (1)    ( ) 4 4 4 4 3 4 4 4 4 2 1 4 4 4 3 4 4 4 2 1 1 1 2 1 max . . 2 sin 2 cos 2     + − −       + = + = ϕ ∆ ω ϕ ∆ x x k t kx y y y y odb bieg    (1)  człon (2) powinien być równy zeru, czyli:    0 2 cos 1 =       + ϕ ∆ kx                     (2)    Interesuje nas najpierw sytuacja, jaka powstaje w punkcie odbicia, czyli gdy  0 x1  = , wówczas równanie (2) przyjmie postać:    0 2 cos = ϕ ∆ ,  czyli    π ϕ ∆ =   Wniosek :    Fala odbija się w tym przypadku w fazie przeciwnej w stosunku do fali padającej  i w miejscu odbicia powstaje węzeł.    Amplituda fali stojącej przyjmuje wówczas postać:          + 2 cos 2 1 max π kx y   Szukamy punktów, w których powstają następne węzły:    0 2 cos 1 =       + π kx ,  czyli   ( ) 2 1 2 2 1 π π + = + n kx   stąd:    2 1 λ n x =                         (3a)    2  gdzie:  n= 1, 2, 3........,   λ π 2 = k  - liczba falowa    Poszukajmy punktów, w których występuje maksymalne wzmocnienie, te punkty 

(…)

… w zależności od warunków akustycznych
panujących na pracowni i od czułości słuchu wykonujących ćwiczenie. Zazwyczaj
wykorzystuje się napięcie wyjściowe nie większe niż 3 V .
3. Od prowadzącego ćwiczenia należy uzyskać informację, dla jakiej częstotliwości
f gen należy wyznaczyć długość fali akustycznej.
4. Za pomocą specjalnego pokrętła znajdującego się przy rurce szklanej ustawić lustro
wody na takim…
… długość fali dla wszystkich pomiarów:
λi =
λśr =
(6)
λ1 + λ2 + λ3 + λ4 + λ5
(7)
5
Z równań (4) i (5) wyznaczamy prędkość fali w powietrzu dla danej temperatury
T panującej w pomieszczeniu oraz średnią wartość częstotliwości fali.
Błąd częstotliwości fali wyznaczamy np. metodą różniczki zupełnej uprzednio
wyznaczając błędy pomiaru długości.
λśr
3λśr

− l2i
+ śr − l3i
4
4
4
max
max
max
∆lmax =
3
Wyniki…
... zobacz całą notatkę



Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz