skanowanie0005 (17)

90

Uwaga: Dla większych wartości a wahadło fizyczne wykonuj! ruch okresowy, lecz nie jest to ruch harmoniczny.

Po odpowiednim przekształceniu równanie (9.11) możemy sprowa*i dzić do postaci równania oscylatora harmonicznego

-^-7 + u²a - 0 ,    (9.12)

dt²

gdzie w² = (mgl)/I    nazywamy częstotliwością drgań wahadła,]

Rozwiązaniem tego równania jest funkcja a= a_Qsin(w_Qt+p)! Okres drgań wahadła fizycznego zależy zarówno od długości l_rB jak i od masy m oraz momentu bezwładności I

(9.13)

Wartość tzw. fazy początkowej tp zależy od tego, w jakim punkcii wychylenia znajduje się wachadło w chwili t=0.

Obserwacja napięć przemiennych przyłożonych do płytek X i Y oscyloskopu

Inny sposób badania złożenia wzajemnie prostopadłych drgart możemy zrealizować metodą obserwacji dwóch przemiennych napięć za pomocą oscyloskopu. Oscyloskop jest przyrządem laboratoryjni nym służącym do obserwacji i porównywania czasowych zmijffl napięcia elektrycznego -oraz. do pomiaru częstotliwość. Jego zasadniczym elementem jest tzw. lampa oscyloskopowa. która! budowę pokazano na rys. 9.5. W szklanej bańce opróżnionej I powietrza znajdują się cztery podstawowe zespoły: wyrzujmij elektronów, układ przyspieszająco-ogniskujący, układ odchylg iąpy i ekran. W skład wyrzutni elektronowej wchodzi pośrednffl żarzona katoda emitująca elektrony oraz cylinder WehneltM Przykładając do tego cylindra ujemny (względem katody) potencjał elektryczny, możemy regulować natężenia wiązki elektronów (jasność plamki na ekranie). Część elektron^! emitowanych przez katodę ma energię dostatecznie dużą, aby przejść przez otwór w cylindrze i wpada w obszar układ! soczewek elektrostatycznych - anod. Pierwsza anoda, do która!

przyłożony jest potencjał dodatni, przyśpiesza elektrony, a druga anoda (również o potencjale dodatnim) ogniskuje elektrony na ekranie. Ekran jest pokryty warstwą substancji fluoryzującej^ która świeci pod wpływem padającej na nią wiązki

Rys. 9.5. Budowa lampy oscyloskopowej (l - cylinder Wehnelta, 2 - pierwsza anoda, 3 - druga anoda, 4 - płytki ochylające, 5 - podgrzewacz, 6 - katoda, 7 - wiązka elektronów zbieżna w ognisku)

elektronów. Układ odchylający, stanowią dwa wzajemnie do siebie prostopadłe kondensatory płytkowe. Przyłożone do nich napięcie wytwarza póle elektryczne odchylające wiązkę elektronów. Wiązka ta, a tym samym punkt na ekranie zmieniają swoje położenie wraz ze zmianą potencjału na płytkach odchylających. Dzięki Istnieniu dwóch par elektrod odchylających można otrzymać osobno odchylenia poziome i pionowe lub też równoczesne nałożenie obu.

Dla zbadania przebiegu czasowego sygnału podawanego na jedną parę płytek odchylających, np. Y, na drugą parę płytek odchylających podaje się sygnał o przebiegu piłokształtnym i częstości niższej od częstości mierzonej. Jest to tak zwany sygnał podstawy czasu. Jego częstość można zmieniać w sposób płynny i tok dobrać, aby w kolejnych przebiegach wychylenie spowodowane drugimi płytkami było dokładnie takie samo, czyli nastąpiła synchronizacja. Pozwala to otrzymać na ekranie trwały obraz.