926

EAiE

Imię Nazwisko:

1.Michał Machowski

2.Piotr Maj

Rok: I

Grupa: 3

Zespół: 11

Pracownia fizyczna I

Temat: Interferencja fal akustycznych

Nr ćwiczenia:

Data wykon:

25.02 1997

Data oddania:

Zwrot do pop:

Data oddania:

Data zalicz:

Ocena:

I.Wstęp

Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie prędkości dźwięku w powietrzu.

Prędkość tę można wyznaczyć ze wzoru:

gdzie:

r - gęstość ośrodka,

p - ciśnienie,

c - stosunek ciepeł właściwych c=.

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:

obliczyć prędkość fali.

II.Tabela pomiarów

Częstotli-wość drgań źródła [Hz]	Położenie kolejnych minimów [mm]					Różnica położeń kolejnych minimów [mm]					Dłu-gość fali [m]		Pręd-kość dźwięku V [m/s]

700	92	334				242				484		338.8		4.473
900	74	263				189				396		356.4		239.8
1100	76	241	387			163	146			311		342.1		1.404
1300	_	_	_	_	_	_	_	_	_	_		_		_
1500	72	185	302	417		113	117	115		230		345		16.68
1700	72	175	275	379		103	100	104		204		347.8		47.67
2000	65	154	240	325	410	56	86	85	85	170		341.2		0.081
2200	46	120	197	270	350	80	73	77	74	152		334.4		42.44
2400	40	112	181	249	321	62	69	68	70	134		321		372.9

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 %.

Wyszukiwarka