209-210.doc

              W ciałach sprężystych siła zewnętrzna wywołuje drgania drobin, które pobudzają do drgania inne drobiny ponieważ są związane z innymi drobinami. Dzięki temu odkształcenie rozchodzi się coraz dalej. To rozchodzenie nazywamy ruchem falowym, a odkształcenia nazywamy falami. Charakteryzuje je również kierunek, który jest zgodny z kierunkiem rozchodzenia się zaburzeń. Rozróżniamy fale podłużne i poprzeczne. W cieczach i gazach występują tylko fale podłużne.

              Wychylenie od poziomu równowagi obliczamy ze wzoru:

Jest to równanie fali rozchodzącej się wzdłuż prostej.

              Czoło fali - miejsce geometryczne punktów do których równocześnie dochodzą drgania. Ze względu na kształt czoła rozróżniamy fale płaskie, kołowe, itp.

              Zasada Huygensa - każdy punkt do którego dochodzi czoło fali jest nowym źródłem fali kulistej. Za pomocą tej zasady można również przedstawić obraz uginania się (dyfrakcji) fal na szczelinach i przeszkodach.

              Zasada superpozycji - gdy dwie fale wychodzące z różnych źródeł nakładają się na pewnym odcinku , a dalej się rozchodzą, to obie fale zachowują się jakby na swojej drodze nie spotkały innej fali.

Interferencja fal - gdy źródła są spójne, a drgania są o jednakowych częstotliwościach i mają jednakowe fazy lub stałą różnicę, a wynik nałożenia się drgań jest stały w czasie.

              Drgania dzielimy na swobodne i wymuszone. Prędkość rozchodzenia się fal zależy od:

r -gęstość   k- moduł sprężystości                     

a w zależności od temperatury

Dla suchego powietrza (273 K, 101325 Pa, 1.293*10-3 kgm-3)  V0 = 331.3 ms-1

Fale akustyczne wykorzystywane w ćwiczeniu są falami podłużnymi. W doświadczeniu, ze względu na odbicie się fali w pudle rezonansowym uzyskuje się falę stojącą, a u wylotu na skutek rozrzedzania i zagęszczania uzyskuje się silny dźwięk.

              Częstotliwość drgań widełek obliczamy ze wzoru:

Fala jest stojąca gdy

Biorąc różnicę wysokości przy kolejnych dwóch wzmocnieniach dźwięku

otrzymamy:

Kamerton i słup powietrza są w rezonansie więc drgają z jednakową częstotliwością

              W interferometrze źródło dźwięku rozchodzi się jako dwie niezależne fale spotykające się u wyjścia. Gdy różnica tych dróg jest równa całkowitej wielokrotności długości fali, to na wyjściu nastąpi wzmocnienie dźwięku. Warunek ten można zapisać następująco:

natomiast gdy różnica długości jest równa nieparzystej liczbie połówek długości fali, to nastąpi osłabienie, które zapisujemy:

              Prędkość tej fali wynosi:

gdzie (R3 - R2) będzie równe podwojonej wartości odczytanej ze skali umieszczonej obok interferometru.

              R3 - R2 = 2l  więc  V=2 f l

Prędkość głosu w warunkach normalnych określamy mierząc temperaturę otoczenia:

1. WYNIKI: