Ćwiczenie 1
Transkrypt
Ćwiczenie 1
LABORATORIUM FIZYKI Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa we Włocławku Zadanie 4. Wyznaczanie długości fali metodą Quinckego Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest wyznaczenie prędkości fali dźwiękowej w powietrzu. Zakres zagadnień niezbędny do przeprowadzenia ćwiczenia • • • • Ruch falowy – równanie fali, rodzaje fal Wielkości opisujące fale Prędkości rozchodzenia się dźwięku w różnych ośrodkach Fala stojąca Opis i schemat aparatury Metoda Quinckego – Rys 1. przedstawia układ do wyznaczania prędkości fali dźwiękowej w powietrzu. Rura Quinckkego jest to szklana rura osadzona pionowo w nieruchomym mocowaniu. Wewnątrz znajduje się tłok umożliwiający zmianę wysokości słupa powietrza wewnątrz. Nad wylotem rury umieszczane jest źródło dźwięku (kamerton) o znanej częstotliwości. Odpowiednie ustawienie wysokości słupa powietrza pozwala na uzyskanie rezonansu objawiający się wzrostem głośności generowanego dźwięku. Zestaw kamertonów zawiera dźwięki : Dźwięk c1 d1 e1 f1 g1 a1 h1 c2 Częstotliwość 261,6 293,7 329,6 349,6 391,9 440,0 493,9 523,2 Rys. 1 Przebieg ćwiczenia • • • • • • V[Hz] Wybieramy kamerton o najniższej częstotliwości Przesuwany tłok wewnątrz rury, aby uzyskać najsilniejsze wzmocnienie dźwięku (rezonans) Pomiar powtarzamy dziesięciokrotnie, notując każdy wynik pomiaru h1 Wykonać powyższe czynności dla drugiego położenia rezonansowego h2 Pomiary powtórzyć dla wszystkich kamertonów Obliczyć prędkość rozchodzenia się dźwięku w powietrzu h1[m] średnia h1[m] h2[m] średnia h2[m] λ [m] vpow[m/s] c1 d1 Opracowanie wyników Dla każdej częstotliwości prędkość dźwięku należy obliczyć ze wzoru: vpow = f * λ = 2f * (h1 – h2) Znajdujemy wartość średnią, a następnie przeprowadzamy dyskusję błędów Wnioski i dyskusja błędów Literatura 1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, „Podstawy fizyki”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007-2009. 2. H. Szydłowski, Pracownia fizyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1999.