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:

25

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:

V=

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:

V=

obliczyć prędkość fali.

R

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

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 %.



Wyszukiwarka