Експериментальне дослідження

При  збудженні  механічних  коливань  в  одному  місці

  пружного  середовища  внаслідок  взаємодії  частинок  

середовища  збуджуються  коливання  сусідніх  

частинок,  за  ними  інших,  все  більш  і  більш

  далеких. Відстань,  на  яку  поширюється  коливальний

  процес  в  середовищі  за  час,  який  дорівнює  періоду

  коливання  частинок,  називається  довжиною  хвилі.

Для  визначення  швидкості  поширення  хвилі  треба 

знати  довжину  хвилі,  а  також  період  або  частоту  

коливань: 

                      V=λν.

žУ  роботі  джерелом  звукових  хвиль  є  камертон  або 

сталевий  стержень  на  двох  гумових  підставках. Якщо

  джерело  звуку  піднести  до  одного  кінця  трубки,  

звукові  коливання  поширюються  всередині  її.  

При  досяганні  другого  кінця  труби  звукова  хвиля

  частково  відбивається  і  поширюється  в  зворотному  

напрямку. Коливання  падаючої  та  відбитої  хвилі  

звукових  хвиль  складаються.  Так  як  хвилі  

когерентні,  то  спостерігається  їх  інтерференція.

 Умова  максимуму  амплітуди  коливань  є  рівність: 

Δl=kλ,   де   k=1,2,3…- ціле число. 

žУ  випадку,  коли  відкриті  два  кінця  трубки,  різниця 

ходу  двох  хвиль (падаючої  і  відбитої)  у  першого

  кінця  дорівнює  подвійної  довжині  трубки: Δl=2l. 

Якщо  в  досліді  визначити  мінімальну  довжину 

 трубки  lmin,  при  якій  виникає  інтерференційний  

максимум  звукових  хвиль,  то  для  k=1  отримаємо:

λ=Δl=2lmin.  (1) 

Тому,  швидкість  поширення  звукової  хвилі  дорівнює:

V=2lminν  (2).žУдаром  гумового  молоточка  збуджуємо  коливання  камертону  чи  сталевого  стержня,  покладеного  на  гумові  підставки. Піднесіть  до  джерела  звуку  дві  вставлені  одна  в  одну  труби. Змінюючи  загальну  довжину  переміщенням  однієї  труби  всередині  другої,  знайти  таке їх  взаємне положення,  при  якому  гучність  звуку  буде  максимальною.

žВиміряти  загальну  довжину  труби  при 

виконанні  умови  максимума  амплітуди  коливань 

звукових  коливань за формулами:

λ=Δl=2lmin,

V=2lminν, 

ν=440Гц

žРезультати  вимірювань  занести  в  таблицю,  

вважаючи,  що  частота  камертону,  

настроєного  на  ноту  ля - 440 Гц.

žРозрахувати   відносну  похибку  вимірювань.

•Δl=2lmin=λ=2*0,38=0,76 м,

•V=2lminν=2*0,38*440=334 м/с,

•Так  як Vтаб=331 м/с,

то ε=(V-Vтаб)/Vтаб=

(334-331)/331=0,009  або  9%.