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.