AKADEMIA ROLNICZO - TECHNICZNA

W OLSZTYNIE

KATEDRA FIZYKI

ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z FIZYKI

(CZĘŚĆ TEORETYCZNA)

ĆW. NR. 92:

Wyznaczanie częstotliwości drgań

generatora akustycznego metodą rezonansu.

I MiBM      gr 2   Zespół 3

Podstawy tego ćwiczenia są takie jak w „Wyznaczaniu prędkości głosu w powietrzu metodą rezonansu.” Z technicznego punktu widzenia różnica polega na tym iż u wylotu rury zamiast kamertonu jest umieszczony głośnik zasilany z generatora akustycznego o regulowanej częstotliwości. Zmienną długość słupa akustycznego uzyskujemy za pomocą ruchomego tłoczka.

Szukaną częstotliwość wyznaczamy ze związku:

gdzie:

n – częstotliwość drgań generatora akustycznego

V – prędkość fali głosowej w powietrzu

l – dł. fali głosowej

Prędkość fali głosowej w powietrzu w temp. T = t + 273°C wyliczymy:

Długość fali głosowej l wyliczamy:

gdzie:

n – numer kolejnego wzmocnienia

ln – dł. słupa powietrz przy n-tym wzmocnieniu.

Rezonansem nazywamy zjawisko pobudzenia do drgań jednego ciała przez drugie, jeżeli to drugie ciało drga z częstotliwością równą częstotliwości drgań własnych pierwszego ciała.

Przez drgania własne rozumiemy drgania zapoczątkowane siłą „pozaukładową” ale dalej odbywające się już bez udziału tej siły.

Częstotliwość drgań własnych słupa powietrza [w rurze] zależy od jego długości.Za pomocą generatora zasilającego głośnik możemy zmieniać częstotliwość. Zmienną długość słupa akustycznego uzyskujemy za pomocą tłoczka. Tak przy pewnej długości L uzyskujemy rezonans.

Zmianę długości słupa powietrza otrzymujemy za pomocą tłoczka (zmieniając jego położenie). Przy pewnej długości rury między drgającym głośnikiem a tłoczkiem w rurze występuje rezonans co objawia się wzmocnieniem dźwięku. W rurze powstaje wówczas fala stojąca jako wynik interferencji ciągu fal odbitych od powierzchni tłoczka z ciągiem fal padających. Na powierzchni tłoczka znajduje się węzeł fali a u wylotu rury strzałka.

Długość fali równa jest ¼ l. Następne wzmocnienia uzyskujemy przy długości:

ogólnie: