PRACOWNIA ZAKŁADU FIZYKI PL
Radosław Michałek		Wydział Elektryczny Grupa EDi 2.1
Data wykonania ćwiczenia: 1999-03-17	Numer ćwiczenia: M 5.1	Temat ćwiczenia: Wyznaczanie prędkości fal akustycznych metodą rury Kundta
Zaliczenie:	Ocena:	Data:	Podpis:

1. Tabela pomiarów

Rodzaj materiału	Pomiar	l1 [m]	l [m]	n	T [K]	V0 [m/s]	V [m/s]	V [m/s]
aluminium	1	0,27	1	4	297	334	5161	5062
		2		0,265					4			5258
		3		0,27					4			5161
		1		0,34					5			5123
		2		0,35					5			4976
		3		0,34					5			5123
		1		0,43					6			4861
		2		0,42					6			4976
		3		0,425					6			4918

2. Obliczenia

3. Krótka teoria oraz wykonanie ćwiczenia

Metodę Kundta można wykorzystać do wyznaczenia prędkości fali

sprężystej w ciałach stałych tylko wtedy, gdy znamy prędkość rozchodzenia się tej fali w powietrzu.

Do pomiaru wykorzystujemy przyrząd, który składa się z aluminiowego (może być też pręt z innego materiału) pręta, uchwytu oraz rury szklanej zamkniętej z jednej strony zamkniętej tłoczkiem. Wewnątrz rury umieszczamy bardzo drobno sproszkowany materiał. Pocierając pręt wzdłużnie wywołujemy podłużne drgania pręta. Przenoszenie tych drgań powoduje powstanie fali stojącej, na końcach tego pręta powstaną strzałki fali stojącej, natomiast w miejscu jego zamocowanie węzeł.

W wyniku drgań końca pręta powstaje w rurze fala sprężysta, która przy określonej długości staje się, na skutek rezonansu, falą stojącą. W wyniku drgań powietrza, w miejscach strzałek proszek zostanie rozproszony, a w miejscach węzłów położenie jego pozostanie bez zmiany. W rurze tworzą się charakterystyczne figury. Na ich podstawie możemy określić długość fali sprężystej powstałej w powietrzu w rurze zgodnie ze wzorem:

v -prędkość rozchodzenie się fali w aluminium [m/s]

v₀ -prędkość rozchodzenie się fali w powietrzu [m/s]

n - ilość węzłów [ ]

l - długość pręta [m]

l₁ - odległość między węzłami obejmującymi n połówek [m]

T - temperatura otoczenia, gdzie wykonujemy pomiary [K]

T₀ - [K]

Aby otrzymać wartość l₁ obarczono jak najmniejszym błędem względnym, mierzymy ją pomiędzy dwoma najdalej od siebie rozmieszczonymi, wyraźnymi węzłami i ustalamy liczbę n połówek fali, odpowiadającą temu odcinkowi.

4. Opracowanie wyników pomiarów

Błąd względny maksymalny - metoda różniczkowa uproszczona

Δl - błąd bezwzględny wynikające z niedokładności odczytu przymiaru

Δl = 0,001m

Δl_1m=Δl₁'+Δl₁''

Δl_{1m -} maksymalny błąd wynikający z niedokładności odczytu przymiaru

Δl₁'= 0,001m

Δl₁'' =|l₁-l₁|

Δl_1m=|0,265-0,268|=0,003m

Δl_1m=|0,35-0,343|=0,007m

Δl_1m=|0,43-0,425|=0,005m

ΔT - błąd bezwzględny wynikający z niedokładności odczytu temperatury

ΔT =0,5°K

1

3

---