Включить и настроить осциллограф на отображение синусоидального сигнала в диапазоне частот от 1000 Гц до 4000 Гц.

Включить генератор с помощью тумблера «Сеть» на передней панели измерительного блока и левой кнопкой на передней панели установить режим AIR («воздух»). Режим отображается на цифровом индикаторе блока.

При этом включаются громкоговоритель и микрофон в волноводе, и будет слышен монотонный звук. Высоту звука можно менять, поворачивая любую из двух левых ручек генератора. На экране осциллографа должен отображаться синусоидальный сигнал. Правая ручка генератора регулирует амплитуду сигнала, которая задаёт громкость звука.

Установить частоту генератора 1800 Гц.

Установить микрофон, закреплённый на подвижной ленте (ползуне), вплотную к громкоговорителю, вмонтированному в левый торец волновода. Передвигая микрофон по волноводу вправо, убедиться, что при этом амплитуда синусоиды на экране осциллографа то нарастает, то уменьшается.

3.1.6. С помощью линейки, вмонтированной в волновод, измерить координаты пучностей, то есть точек, в которых амплитуда колебаний в микрофоне (и на экране осциллографа) достигает максимума. Результаты занести в таблицу 2.

Повторить пункт 3.1.6. ещё 2 – 4 раза для других (разных) значений частоты в интервале 2000 – 3500 Гц.

Количество опытов указывает преподаватель. Можно выбрать значения частот, указанные в таблице 2, но можно выбрать и другие.

3.1.8. Для каждой частоты построить график зависимости координат пучностей x _n от их номера n.

Если пучности располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга и если правильно определены номера пучностей, то экспериментальные точки на графиках должны лечь на прямые линии, проходящие через начало координат.

3.1.9. На графиках нанести погрешности измерения координат пучностей s ( x ) в виде вертикальных отрезков (погрешностных отрезков). Погрешность измерения координаты s ( x ) оценивает экспериментатор, но при этом она не может быть меньше половины цены деления измерительной линейки.

Провести на каждом графике с помощью линейки прямую линию – так, чтобы она пересекла все погрешностные отрезки.

3.1.11. Для одного из опытов, используя формулу (1.6), определить длину звуковой волны l в воздухе. Затем, используя формулу (1.9), определить скорость звука υ в воздухе.

3.1.12. Оценить погрешность s (υ ) экспериментально определённого значения скорости звука. Для этого пользоваться формулами:

,                                ( 3. 1)

где D x – расстояние между соседними пучностями. Погрешность s ( D x ) зависит от выбранного способа измерения D x.

3.1.13. Рассчитать скорость звука υ в воздухе по формуле (1.11) и сравнить с экспериментальным значением.

Сделать выводы.

Таблица 2. Координаты пучностей

Номер опыта n ®	1	2	3	4	5
Частота n, Гц ®	1800	2100	2400	2700	3000
Номер пучности n ¯	Координаты пучностей xn, см
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

3.2.

3.3. Задание 2. Исследовать зависимость длины волны и скорости звука от частоты колебаний (периода колебаний) генератора.

Порядок выполнения задания.

3.2.1. Соединить выход микрофона измерительного блока (на задней панели блока) со входом осциллографа.

Включить и настроить осциллограф на отображение синусоидального сигнала в диапазоне частот от 1000 Гц до 4000 Гц.

Включить генератор с помощью тумблера «Сеть» на передней панели измерительного блока и кнопкой слева на передней панели установить режим AIR («воздух»). Режим отображается на цифровом индикаторе блока.

При этом включаются громкоговоритель и микрофон в волноводе, и будет слышен монотонный звук. Высоту звука можно менять, поворачивая любую из двух левых ручек генератора. На экране осциллографа должен отображаться синусоидальный сигнал. Правая ручка генератора регулирует амплитуду сигнала, которая задаёт громкость звука.

Установить частоту генератора 1800 Гц.

Установить микрофон, закреплённый на подвижной ленте (ползуне), вплотную к громкоговорителю, вмонтированному в левый торец волновода. Передвигая микрофон по волноводу вправо, убедиться, что при этом амплитуда синусоиды на экране осциллографа то нарастает, то уменьшается.

Точки, в которых амплитуда колебаний в микрофоне (и на экране осциллографа) достигает максимума, – это пучности.

3.2.6. С помощью линейки, вмонтированной в волновод, измерить координаты двух произвольных пучностей x_n, x _m и их номера n, m. Результаты занести в таблицу 3.

3.2.7. Используя формулы (1.6), (1.11) и результаты измерений (пункт 3.2.6), определить длину звуковой волны l в воздухе и скорость звука υ в воздухе. Результат занести в таблицу 3. В ту же таблицу занести значение периода колебаний T, связанного с частотой колебаний ν формулой .

3.2.8. Оценить погрешности измерения длины волны s ( l ) и скорости звука s (υ ). Результат занести в таблицу 3.

При оценке погрешности s (υ ) пользоваться формулой . Формулу для оценки s ( l ) вывести самостоятельно.

⇐ Предыдущая12

Поделиться: