ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ. Для используемого контура L=253 мкГн, C =46 нФ, R=30 Ом

Для используемого контура L=253 мкГн, C =46 нФ, R=30 Ом.

1.Зная параметры контура, вычислить собственную частоту f₀

колебаний по формуле (2) и добротность Q по формуле (3). Результаты расчета занести в таблицу 1.

2.Включить звуковой генератор и вольтметр в сеть и установить предел измерения вольтметра 300 мВ. На звуковом генераторе установить частоту 30 кГц. С помощью ручки регулировки выходного напряжения генератора установить величину регистрируемого вольтметром напряжения равную 3,0 делениям верхней шкалы.

4.Изменяя частоту звукового генератора в пределах от 30 до 70 кГц с шагом в 2 кГц, определять для каждой частоты значения выходного напряжения с точностью до 0,5 деления шкалы вольтметра. Данные занести в таблицу 2.

5.Используя результаты таблицы 2, на миллиметровой бумаге построить график зависимости U от f.

6.С помощью этого графика найти величины резонансной частоты колебаний f_p, значение Df=f₂-f₁ на высоте резонансной кривой равной U_м/√2 и вычислить добротность контура Q по формуле (4). Данные занести в таблицу 3.

7.Сравнить теоретические значения собственной частоты f₀ контура и его добротности Q с экспериментально полученными данными для резонансной частоты f_p и добротности Q.

ТАБЛИЦА 1

L,мкГн	C,нФ	R, Ом	f0 кГц	Q

f, кГц				и т.д. до…….
U,дел.шк.

ТАБЛИЦА 2

ТАБЛИЦА 3

fp, кГц	Uм дел.шк		f1, кГц	f2, кГц	Df, кГц	Q

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 38

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ЗВУКОВОЙ ВОЛНЫ В ВОЗДУХЕ И ПОКАЗАТЕЛЯ АДИАБАТЫ ДЛЯ НЕГО.

Акустическая волна – это распространение в пространстве продольных колебаний плотности среды. В диапазоне частот от 20 Гц до 20 кГц эта волна воспринимается человеческим ухом как звук. Источниками звука являются вибрирующие тела.

Скорость распространенияvколебаний,их частота f и длина волны l и связаны соотношением:

v = l·f (1)

Для газообразной среды скорость v звуковой волны зависит от термодинамических параметров газа:

(2)

g = c_p/c_v –показатель адиабаты, c_p и c_v – теплоемкости газа при постоянном давлении и постоянном объеме соответственно, R- универсальная газовая постоянная, T– абсолютная температура газа, М_м– его молярная масса. Для воздуха, содержащего набор различных газов, принимается М_м=29.10^-3 кг/моль.

Целью работы является экспериментальное определение скорости v звуковой волны в воздухе и вычисление показателя адиабаты gдля воздуха.

Метод определения v – изучение стоячих волн, возникающих в закрытом с одной стороны звуковом резонаторе при возбуждении в нем звуковых колебаний.

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Звуковой резонатор (рис.1) представляет собой стеклянную трубку 1, закрытую с одной стороны поршнем 2 на подвижном штоке 3. Шток

позволяет изменять активную длину резонатора. Источником звуковых волн является малогабаритный динамик 4, подсоединенный к генератору звуковых колебаний 5 (ЗГ). Звуковые колебания на открытом конце резонатора улавливаются приемником 6 и фиксируются усилителем 7. Положение поршня внутри стеклянной трубки определяется по шкале 8.

Динамик 4 посылает звуковые колебания определенной частоты nв стеклянный резонатор 1. Отразившись от поршня 2, звуковая волна интерферирует с падающей волной. При этом в резонаторе возникает стоячая волна. В зависимости от положения поршня внутри трубки, на ее открытом конце образуется либо узел стоячей волны (минимум амплитуды стоячей волны, т.е. минимум звука), либо ее пучность (максимум амплитуды стоячей волны, т.е. максимум звука). Схематически возникновение узла или пучности на открытом конце звукового резонатора изображено на рис.2-а и рис.2-б.

Расстояние между двумя соседними узлами либо пучностями равно половине длины звуковой волны l/2,излучаемой динамиком. Поэтому, измерив это расстояние, можно определить длину lзвуковой волны, распространяющейся в воздухе.