1 Вариант работы Описание прибора

Прибор для определения длины звуковой волны изображён на рис. 7. Это сообщающиеся сосуды, состоящие из стеклянных трубок A и B, соединённых резиновой трубкой. Трубки A и B крепятся на вертикальном штативе с сантиметровым шаблоном, причём сосуд B может легко перемещаться и крепиться в любом месте штатива. В сообщающиеся сосуды налита вода. Уровень воды в трубке A служит подвижной преградой. Над открытым концом этой трубки закреплена мембрана телефона, которая колеблется с такой же частотой, как и частота звука, издаваемого генератором.

Выполнение работы

Включить звуковой генератор, настроив его на определённую частоту. Поднять сосуд B настолько, чтобы уровень воды в трубке A подошёл к верхнему её краю.

П еремещением сосуда B найти такое положение уровня воды в трубке A, при котором столб воз­духа в ней резониро­вал бы на данную час­тоту колебаний. Это будет соответствовать установившейся стоя­чей волне. В этом случае у открытого конца трубки образу­ется пучность, кото­рая обнаруживается по усилению звука. Определить по масштабу с точностью до 0,5 см длину резонирующего воз­душного столба. Пусть она будет . Отпуская сосуд B, найти вторую длину резонирующего столба . Каждую длину воздушного столба определяют по три раза. Аналогичные измерения произвести ещё для двух частот коле­баний.

Определить температуру , при которой осуществляется опыт. Результаты измерений занести в таблицу.

1 2 3

2 Вариант работы Описание прибора фп – 42 а

Прибор представляет собой горизонтальную трубу на подставках, внутри которой перемещается капсюль ДЭМШ – 1 А. Перед открытым концом трубы располагается заглушка с другим капсюлем МД – 201. Заглушка может закрывать отверстие трубы. К одному из капсюлей (телефону) подаётся напряжение звуковой частоты от звукового генератора ЗГ-1. Звуковые колебания, преобразованные другим капсюлем (микрофоном) в электрический сигнал, подаются на вертикальный выход электронного осциллографа типа ЭОТ. Вращая рукоятку, расположенную справа, перемещают капсюль т трубе и находят такие его положения, при которых амплитуда сигнала на экране осциллографа максимальна. Это положение соответствует расстоянию между капсюлями (если труба закрыта) или между капсюлем и краем трубы (если труба открыта), кратному числу полуволн. Длина звуковой воны определяется как удвоенная разность отсчётов по шкале между двумя последовательными максимумами.

Выполнение работы

Включить звуковой генератор, настроив его на определённую частоту. Вращая рукоятку, пере­мещают капсюль в трубе и находят положение максимумов, по максималь­ной амплитуде сигнала на экране осциллографа, замеряют длину резони­рующего столба воздуха и по формуле (2) определяют частоту колебаний.

Результаты измерений занести в таблицу.

№
1 2 3

Задачи

1. Частота колебаний камертона 440 Гц. Какова длина звуковой волны, распространяющейся от камертона в воздухе. Скорость звука в воздухе 332 м/с.

Ответы: 1) 0,44 м; 2) 2,35 м; 3) 0,8 м; 4) 1,32 м; 5) 0,75 м.

2. Определите длину волны λ, если расстояние ∆ℓ между первым и четвертым узлами стоячей волны равно 30 см.

Ответы:1) 23,8 см; 2) 15,8 см; 3) 30 см; 4) 20 см; 5) 18 см.

3. Звуковые колебания распространяются в воде со скоростью 1480 м/с, а в воздухе со скоростью 340 м/с. Во сколько раз изменится длина звуковой волны при переходе звука из воздуха в воду.

Ответы: 1) 7,32; 2) 4,35; 3) 9,3; 4) 2,78; 5) 5,26.

4. Найдите разность фаз между двумя точками звуковой волны, отстоящими друг от друга на расстоянии 25 см, если частота колебаний 680 Гц. Скорость звука в воздухе 340 м/с.

Ответы: 1) π/2; 2) π; 3) 2 π; 4) π; 5) π.

5. Расстояние между второй и шестой пучностями стоячей волны 20 см. Определить длину стоячей волны.

Ответы:1) 0,22 м; 2) 0,1 м; 3) 0,33 м; 4) 0,42 м; 5) 0,11 м.

6. Скорость звука в воде 1450 м/с. На каком расстоянии друг от друга вдоль направления распространения волны находятся точки, совершающие колебания в противоположных фазах, если частота колебаний равна 731 Гц.

Ответы: 1) 0,533 м; 2) 0,78 м; 3) 0,63 м; 4) 0,992 м; 5) 1,10 м.