1. Cel i wykonanie ćwiczenia.

Pomiaru prędkości fal akustycznych metodą Kundta możemy przeprowadzić znając prędkość rozchodzenia się fal akustycznych w powietrzu. Do pomiaru wykorzystuje się przyrząd złożony z pręta wykonanego z materiału, w którym mierzymy prędkość rozchodzenia się fal akustycznych, oraz z rury szklanej jednostronnie zamkniętej, w której umieszczony jest sproszkowany korek. Pocierając za pręt wzdłużnie wywołuje się w nim drgania odpowiadające częstotliwości drgań własnych pręta. Przenoszenie się tych drgań powoduje powstanie w rurze fali stojącej, a wsypany uprzednio do rury sproszkowany korek tworzy tzw. figury Kundta. W wyniku pomiaru długości pręta, oraz n okresów figur Kundta określamy prędkość fali akustycznej w pręcie. Ta prędkość wyrażona jest wzorem, po dokonaniu poprawki na zmianę prędkości fali akustycznej w powietrzu od zmiany temperatury , gdzie prędkość rozchodzenia się fal w temperaturze , otrzymujemy ostatecznie wzór , który służy nam do pomiaru prędkości fal akustycznych w badanym materiale.

2. Tabele wyników.

Rodzaj

materiału

Pomiar

l

n

T

V

mm

mm

-

K

Aluminium

1.

2.

3.

491

418

277

1003

7

6

4

297

331,36

4942,1

4975,9

5005,8

4974,6

Mosiądz

1.

2.

3.

391

393

482

987

4

4

5

297

331,36

3489,8

3472

3538,6

3500

Rodzaj

materiału

-

-

-

%

Aluminium

-32,5

1,3

31,2

1056,25

1,69

973,44

2031,38

31,87

0,002

0,0072

0,00084

1,004

Mosiądz

-10,2

-28

38,6

104,04

784

1489,96

2378

34,48

0,002

0,005

0,00084

0,784

3. Obliczenia i dyskusja błędów.

- obliczanie prędkości fal akustycznych w badanym materiale dla pojedynczego pomiaru, oraz obliczanie średniej prędkości fal akustycznych w materiale

dla aluminium pomiar nr 1

dla aluminium

- obliczanie błędów bezwzględnych i kwadratów tych błędów , oraz sumy błędów kwadratowych

dla aluminium pomiar nr 1

dla aluminium pomiar nr 1

dla aluminium

-obliczanie odchylenia standardowego

dla aluminium

- sprawdzam czy każdy pomiar spełnia kryterium 3σ ( dla aluminium )

- każdy pomiar prędkości spełnia to kryterium

- obliczanie błędów metodą różniczkowania zmiennych ( dla aluminium pomiar nr 3 )

4. Wnioski.

Po dokonaniu pomiarów i obliczeń zauważamy, że:

- prędkość rozchodzenia się fal akustycznych w różnych materiałach ( ośrodkach ) jest inna, o czym świadczą różne okresy figur Kundta dla różnych próbek;

- grubość ( wartość chwilowa ) figur Kundta zależy od energii fali w danym punkcie i tak dla strzałki fali stojącej figura Kundta ma węzeł, natomiast dla węzła fali stojącej figura Kundta ma strzałkę.