cicia.doc

I

SPRAWOZDANIE

z laboratorium z Fizyki

WYDZIAŁ: MECHANICZNY TECHNOLOGICZNY

             KIERUNEK: WYCHOWANIE TECHNICZNE

             SEMESTR: 3 , GRUPA: 1 , SEKCJA: 2

TEMAT ĆWICZENIA:

REZONATOR KWARCOWY

.

                                      SPRAWOZDANIE WYKONAŁY:

KRYSTYNA BIELECKA

         AGATA PYSZNY

         ANETA RATUSZNA

I.              Część teoretyczna.

Jeżeli do układu drgającego nie będziemy dostarczać energii , drgania stopniowo zanikają , ich amplituda maleje i wreszcie układ przechodzi w stan spoczynku. Opierając się na II zasadzie dynamiki Newtona można ułożyć równanie obrazujące przebieg drgań zanikających:

W przypadku drgań , które często obserwujemy w przyrodzie , prócz siły proporcjonalnej do wy­chylenia działającej ku środkowi ruchu działa jeszcze siła hamująca ruch. Możemy założyć bez popełniania dużego błędu , że siła hamująca jest proporcjonalna do prędkości ruchu drgającego i jest skierowana zawsze przeciwnie do chwilowej prędkości punktu. Zatem na punkt wychylony
o x z położenia równowagi będą działały dwie siły , jedna proporcjonalna do wychylenia , druga - do pręd­kości.

Bardzo ważnym przypadkiem jest przypadek , w którym na punkt działa periodyczna siła zewnętrzna:

              .

              Parametr charakteryzujący zdolność oscylatora do wykonywania drgań niewymuszonych nazy­wamy dobrocią (współczynnikiem dobroci). Wartość ta zdefiniowana jest jako stosunek energii po­siadanej w przez drgający oscylator do energii traconej w jednym cyklu. Wynika z tego , że oscylator o dużej dobroci będzie oscylował długo , zanim drgania ustaną. Taki oscylator nazywa się rezonatorem ; energię przyjmuje on tylko w zjawisku rezonansu.

Jeżeli w wyniku badań dowolnego rezonatora uzyskamy wykres zależności kwadratu amplitudy drgań od częstotliwości siły wymuszającej (tzw. krzywą rezonansową) , to dobroć rezonatora uzyskać można ze wzoru:

gdzie Dw jest szerokością połówkową krzywej (szerokością w połowie jej wysokości).

II.              Przebieg ćwiczenia.

Badany układ drgający stanowi rezonator kwarcowy o nominalnej częstości 100 kHz. Pobudzany jest on przebiegiem sinusoidalnym z generatora o regulowanej częstości. Częstotliwość mierzona jest za pomocą przelicznika - częstościomierza z dokł. do 1 Hz. Drgania rezonatora obserwowane są na ekranie za pomocą oscyloskopu.

Aby otrzymać krzywą rezonansową za pomocą oscyloskopu wykonano dwadzieścia cztery pomiary amplitudy obserwowanych drgań , zmieniając częstotliwość wokół częstotliwości rezonansowej. Zakres częstotliwości był tak do­brany , by z obydwu stron częstości rezonansowej uzyskać małe wartości
amplitudy.

III.              Opracowanie i analiza wyników pomiarów.

Uzyskano następujące wyniki: