Виведення розрахункової формули. Звукова хвиля збуджується мембраною телефона (5) і розповсюджується у повітрі в об’ємі трубки (1)

Звукова хвиля збуджується мембраною телефона (5) і розповсюджується у повітрі в об’ємі трубки (1). Дійшовши до поршня, хвиля відбивається і в результаті накладання відбитої хвилі з падаючою утворюється стояча хвиля. Як відомо, рівняння стоячої хвилі записується у вигляді:

=2A cos kx cosωt, (1)

де 2½Acos kx½= Аст– амплітуда стоячої хвилі,

А- амплітуда падаючої хвилі,

k=2π/λ- хвильове число,

λ -довжина падаючої хвилі,

ω - циклічна частота коливань.


Пересуваючи поршень вздовж трубки, спостерігаємо зміну гучності звуку. Максимальною сила звуку буде тоді, коли біля поверхні мембрани телефона утворюється пучність, а біля поверхні поршня – вузол стоячої хвилі (див. рис.2).

 

 
 
Рис.2  


Розташування вузлів визначається з умови:

2Acoskx= 0. (2)

Звідси kx=(2n1)(π /2),а, враховуючи що k=2π/λ , для координат вузлів отримаємо вираз:

x=(2n1)(λ /4)=xn , (3)

де n=1,2,…

Отже, при значеннях xn, які задаються формулою (3) (звучання повітряного стовпа максимальне) між мембраною і поршнем вкладається непарна кількість чвертей довжин хвиль (див.рис.2).

Різниця відстаней між двома сусідніми вузлами чисельно дорівнює довжині стоячої хвилі:

xn+1 xn=L = λст . (4)

Частота звукових коливань ν зв’язана з довжиною хвилі λ співвідношенням:

ν = vt, (5)

де vt-швидкість поширення звуку в повітрі при температурі досліду.

Відомо, що:

vt = vo , (6)

де v0- швидкість поширення звуку у повітрі при температурі t=00,

α- температурний коефіцієнт розширення газів.

Врахувавши (6), а також зв’язок між довжинами падаючої і стоячої хвиль (λ=ст=2L ), для частоти звуку одержуємо розрахункову формулу:

ν = . (7)

 

При підготовці до виконання роботи використати:








Дата добавления: 2015-07-22; просмотров: 914;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.007 сек.