Zespół

2

Jacek Język

Kilian Mariusz

Wydział Fizyki i Techniki

Jądrowej

Interferencja fal akustycznych

Temat:

nr. ćwiczenia

Grupa 2

25

podpis

ocena

data oddania

zwrot do pop

data oddania

data wyk.

28.03.96

21.03.96

Cel ćwiczenia:

Wyznaczenie prędkości dźwięku w temperaturze pokojowej , metodą interferencji fal akustycznych , przy użyciu rury Quinckego.

Wprowadzenie:

Dowolne zaburzenie mechaniczne rozchodzi się w ośrodku ciągłym w postaci fali. W cieczach i gazach mogą wyłącznie rozchodzić się fale podłużne. Za fale akustyczne uważamy fale o częstotliwościach od 20 Hz do 20 kHz.W ciele stałym prędkość dźwięku  V określa stosunek modułu sprężystości E do gęstości r ośrodka.

W przypadku gazów moduł Younga należy zastąpić adiabatycznym modułem sprężystości , równym iloczynowi ciśnienia p i stosunku ciepeł właciwych c=Cp/Cv

Obliczając z równania Clapeyrona gęstość gazu

Widać stąd , że zależność prędkości dźwięku w gazie od ciśnienia jest pozorna, w rzeczywistości V jest proporcjonalne jedynie do pierwiastka z temperatury. Korzystanie z powyższego wzoru do oblizania prędkości dźwięku w powietrzu jest utrudnione, gdyż trzeba najpierw określić średni wartość c i średni ciężar cząsteczkowy m. Rozchodzenie się dźwięku opisuje równanie falowe. W przypadku , gdy źródłem fali dźwiękowej jest układ wykonujący drgania harmoniczne , powstaje fala sinusoidalna . Amplituda takiej fali dana jest wzorem :

y = ym sin(kx-wt)

gdzie: w = 2pn , k = 2p/l

Gdy w pewnym punkcie przestrzeni spotkają się dwie lub więcej fal, zachodzi zjawisko interferencji. Rozpatrując superpozycję dwóch fal , obliczając minima można znając długość fali l wyliczyć prędkość rozchodzenia się dźwięku:

                                                                      V = l n                                           (n-częstotliwość)

Wyniki pomiarów: