Порядок выполнения работы и обработки экспериментальных данных. 1. Включить установку и дать прогреться генератору и электронному осциллографу в течение 5 – 10 минут.

1. Включить установку и дать прогреться генератору и электронному осциллографу в течение 5 – 10 минут.

2. Ручками «яркость», «фокус», «смещение », «смещение » сделать картинку на экране осциллографа нужной яркости, четкости и расположить ее в центре экрана. Ручки «усиление» по вертикали поставить на максимальное усиление.

3. Нажатием кнопки на панели звукового генератора установить заданную преподавателем частоту .

4. Получить на экране осциллографа неподвижную и неискаженную синусоиду.

5. С помощью привода 10 установить поршень 5 на начало шкалы 8 прибора.

6. Перемещая поршень 5 вдоль шкалы, отметить его положения , , … и т.д., при которых на экране осциллографа получаются неподвижные синусоиды с максимальной амплитудой, уточняя каждый раз эти точки движения поршня вправо – влево. Полученные значения занести в таблицу 1.

7. Определить длины волн как удвоенное расстояние между соседними положениями поршня , , … : , , … и так далее. Полученные данные занести в таблицу 1.

8. Рассчитывать среднее значение и среднее и среднее квадратическое отклонение (по формуле (6) на стр.8):

,

где - число измерений длины волны из таблицы 1.

Полученные данные занести в таблицу 1.

Таблица 1

№ Положение (координата) поршня , м , м
     
 
 
 
………. ……………..  

9. Рассчитать среднее значение скорости звука , а так же среднее квадратическое отклонение для скорости звука и доверительный интервал по формуле (8) на стр.8: . Доверительная вероятность , необходимая для этого расчета, определяется преподавателем. Коэффициент Стьюданта – из таблицы 1 на стр. 9.

10. Записать окончательно найденные в эксперименте значения скорости звука, как .

11. Выполнить пункты (1 – 10) для другой звуковой частоты (по указанию преподавателя) и найти соответствующую ей скорость звука .

12. Рассчитать теоретическое значение скорости звука по формуле

,

где = 1,4 – коэффициент Пуассона для воздуха;

= 8,31 Дж/моль∙К – газовая постоянная.

= 29∙10-3 кг/моль – молекулярная масса воздуха;

– температура воздуха (определяется по термометру в лаборатории).

13. Сравнить полученные значения , , и и сделать выводы.

Вопросы для контроля

1. Что такое волна? Каков механизм образования механических волн?

2. Какие виды волн вы знаете? В чем их различие?

3. Что представляет собой звуковая волна? Каков механизм образования звука в газах?

4. Запишите уравнение волны и поясните его смысл и смысл всех величин, входящих в него.

5. Как и от чего зависит скорость звука?

6. Как образуется стоячая волна? Выведите уравнение стоячей волны.

7. Отчего и как зависит амплитуда стоячей волны?

8. Что такое пучность и узел стоячей волны?

9. Как определяются координаты пучностей и узлов? Каково расстояние между ближайшими (соседними) пучностями, узлами?

10. Каковы отличия стоячей волны от бегущей?

11. Какие устройства создают бегущую звуковую волну в данной работе?

Библиографический список

1. Астахов В.А. Курс физики, Т1. Механика. Кинетическая теория материи.- М.: Наука. 1977. §7.4.

2. Трофимова Т.И. Курс физики.- М.: Высшая школа, 1990. §§ 153-157.

3. Савельев И.В. Курс общей физики, Т2.- М.: Наука. 1978. §§ 99,102.