EAIiE	1.Michał Peszko 2.Marcin Radecki		Rok: I		Grupa: 4	Zespół: 4
Pracownia Fizyczna I	Temat: Interferencja fal akustycznych					Nr ćwiczenia: 25
Data wykonania:	Data oddania:	Zwrot do popr:		Data oddania:	Data zaliczenia:	Ocena:

I.Wstęp

Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie prędkości dźwięku w powietrzu.

Prędkość tę można wyznaczyć ze wzoru:

V=

gdzie:

r - gęstość ośrodka,

p - ciśnienie,

c - stosunek ciepeł właściwych .

Wykorzystując wzór Clapeyrona można wzór doprowadzić do postaci:

gdzie:

R - uniwersalna stała gazowa,

T - temperatura bezwzględna,

m - ciężar cząsteczkowy.

Ponieważ wykorzystywanie tego wzoru w praktyce jest trudne, dlatego aby wyznaczyć tę wielkość skorzystamy ze zjawiska interferencji fal dźwiękowych. Obserwując to zjawisko za pomocą rury Quinckego, wyznaczymy połowę długości fali o zadanych częstotliwościach. Znając długość fali ( czyli drogę -s), częstotliwość ( czas - t ), można z prostej zależności:

V=

obliczyć prędkość fali.

II.Tabela pomiarów

Częstotliwość drgań źródła [Hz]	Położenie kolejnych minimów [mm]					Różnica położeń kolejnych minimów [mm]				Dłu-gość fali [m]	Pręd-kość dźwięku V [m/s]
	a1	a2	a3	a4	a5	D1a	D2a	D3a	D4a
600	122	388	-	-	-	266				0,532
700	94	334	-	-	-	240				0,480
800	82	289	-	-	-	207				0,414
900	73	260	-	-	-	187				0,374
1000	67	237	406	-	-	170	169			0,339
1500	82	197	310	428	-	115	113	118		0,230
1700	36	138	240	343	-	102	102	103		0,205
1900	76	167	253	345	434	91	86	92	89	0,180
2100	49	126	204	285	363	77	78	81	78	0,157
2300	43	114	183	257	329	71	69	74	72	0,143
2500	38	106	172	239	305	68	66	67	66	0,134
2700	31	94	156	220	281	63	62	64	61	0,125
2900	27	85	143	201	258	58	58	58	57	0,116
3100	24	80	134	189	243	56	54	55	54	0,219
3300	23	74	125	177	229	51	51	52	52	0,103

1

Opracowanie wyników.

Prędkość wyliczono ze wzoru:

Pomiary wykonywane były przy temperaturze powietrza wynoszącej 22 C.

Wartość tablicowa prędkości dźwięku dla powietrza wynosi:

- przy temperaturze 0 C - 330.55 m/s,

- przy temperaturze 20 C - 338.88 m/s

Błąd średni kwadratowy dokonany przy naszych pomiarach wynosi:

m/s

Błąd względny pomiaru wynosi:

Otrzymana przy pomiarach wartość prędkości dźwięku wynosi:

m/s

III. Wnioski

Pomiar prędkości dźwięku metodą rury Quinckego należy do metod pośrednich pomiaru, ponieważ najpierw mierzymy długość fali w powietrzu dla danej częstotliwości, a następnie obliczamy prędkość.

Na podstawie pomiarów wyciągamy wniosek, że prędkość dźwięku w powietrzu rośnie ze wzrostem częstotliwości drgań źródła.

Otrzymana wartość średnia prędkości dźwięku bardzo dobrze ( błąd względny nie przekracza 1 % ) zgadza się z wartością odczytaną z tablic.

Podstawowym błędem pomiaru jest niemożliwość jednoznacznego określenia za pomocą słuchawek minimum natężenia dźwięku. Kolejnym źródłem błędu jest odchyłka generatora, która zgodnie z zapewnieniami producenta nie powinna przekraczać 1.5 %.

---