Механика и молекулярная физика. Ковалева Г.Е - 152 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СтГАУ | Ставрополь

Составители: 

Рубрика: 

152
Измерение скорости звука, в данной работе, основано на явлении
интерференции звуковых волн.
Интерференцией называется явление наложения двух когерентных волн,
приводящее к усилению волнового движения в одних точках и ослаблению
или полному гашению в других. Когерентными называются волны, имеющие
одинаковую частоту и постоянную во времени разность фаз.
Для получения когерентных звуковых волн поток энергии, излучаемый
источником звука, разделяется на две части. Образующиеся при этом две
звуковые волны направляют по путям различной длины, а затем снова
соединяют. Амплитуда результирующей волны будет зависеть от разности
фаз.
В лабораторной установке интерференция звуковых волн
осуществляется с помощью двух труб ADB и ACB, вставленных друг в
друга, причем колено ACB можно удлинять или укорачивать (рис. 1).
С помощью телефона Т в трубы излучается звук, частота которого
задается звуковым генератором ЗГ. Когерентные звуковые волны,
проходящие по трубам ACB и ADB, сходятся у микрофона М. Возникающие
в микрофоне переменные импульсы тока подают на вход «Y» электронного
осциллографа ЭО. Развертка этих сигналов по горизонтали осуществляется
от звукового генератора с той же частотой, что и частота колебаний
мембраны телефона. На экране осциллографа электронный луч описывает
траекторию, получающуюся при сложении двух взаимно перпендикулярных
колебаний одинаковой частоты. Изменяя длину трубы ACB можно добиться
того, чтобы у микрофона М был интерференционный максимум. При этом на
экране осциллографа наблюдается прямая линия, наклоненная под углом
45
к оси «Х».
Чтобы определить длину волны
Нужно измерить то смещение трубы
ACB, которое необходимо произвести для перехода от одного максимума к
другому.
Известно, что максимум интерференции наблюдается в том случае,
когда разность хода волн
равна четному числу полуволн или целому числу
длин волн, т.е.
2k k
2
, (15)
где k = 0, 1, 2, 3,…….. .
Пусть для первого максимума
1
k
, (16)
тогда для следующего максимума можно написать

Страницы