Определение частоты звуковых колебаний

У открытого конца трубы помещен источник звуковых колебаний – звуковой генератор. Вниз по воздушному столбу распространяется звуковая волна, отражается от поверхности воды.

При наложении бегущей и отраженной волны в воздушном столбе может образовываться стоячая волна. У поверхности воды узел стоячей волны. Если у открытого конца будет расположена пучность стоячей волны, то звучание звука будет иметь максимальную громкость. Это возможно, когда высота воздушного столба равна нечетному числу четвертей длин полуволн:

, , …,

отсюда расстояние между пучностями:

, ,

то есть .

Измеряя , … можно определить длину звуковой волны .

Скорость звука в воздухе равна:

(1)

Где – скорость звука при температуре , . Значит частоту колебаний звукового генератора можно вычислить по формуле:

.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1.Включить генератор звуковых колебаний в сеть и установить частоту в пределах от 800 Гц до 2000 Гц (частота задается преподавателем).

2. Перемещением сосуда изменяют длину воздушного столба в трубке и измеряют ее высоту при наибольшей громкости звука. Измерения повторить 5 – 7 раз. Результаты записать в таблицу 1.

№ изм.			…				…
1. 3. …

Таблица 1.

Здесь обозначено:

.

4. Обрабатывают результаты измерений по методу Стьюдента: вычисляют среднее значение , абсолютную и относительную погрешность.

5. Так как , то можно найти среднюю длину волны по формуле .

6. По термометру определяют температуру в комнате.

7. Рассчитывают среднюю частоту звуковой волны по формуле:

8. Находят по методу Стьюдента для косвенных измерений относительную и абсолютную погрешность измерения частоты. Результаты вычислений заносят в таблицу 2.

Таблица 2.

9. Сравнить вычисленную частоту с частотой генератора звуковых колебаний. Сделать выводы.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: