Если источник И удаляется от приемника П, то

С

Рис.1. Схема установки.

Приемник П может передвигаться по скамье С. Излучатель и приемник являются ультразвуковыми пьезокерамическими приборами, преобразующими звуковые сигналы в электрические импульсы.

Если приемник неподвижен, то он воспринимает сигнал с частотой, равной опорной , на экране осциллографа наблюдаются простые гармонические синусоидальные колебания с постоянной амплитудой.

Если источник движется к приемнику П со скоростью , то он воспринимает колебания с частотой , отличной от частоты неподвижного источника , так как имеет место эффект Доплера:

. (1)

Частота и длина волны связаны известным соотношением:

. (2)

В случае приближения источника И к приемнику П, из формул (1) и (2) можно получить:

, (3)

где c – скорость ультразвуковых колебаний в воздухе; l_о – длина ультразвуковой волны.

(4)

или

. (5)

Рис.2. Образование биений.

Если сигнал с частотой n от движущего приемника подать на вертикально отклоняющиеся пластины, то при сложении его с опорным сигналом с частотой на экране осциллографа будут наблюдаться биения (рис.2).

При приближении источника к приемнику n_Б = n – n₀ с учетом формулы (1) имеем

, (5)

где – скорость движения приемника; с – скорость звука в воздухе, которая может быть вычислена по формуле

, (6)

где с – скорость звука в воздухе; R = 8,31 Дж/моль – универсальная газовая постоянная; Т – температура воздуха в градусах Кельвина; = 29×10^-3 кг/моль – молярная масса воздуха.

Если приемник удаляется от источника, то n_Б = n₀ – n, с учетом формулы (4), получим также формулу (5), являющуюся расчетной в данной лабораторной работе.

Упражнение 1.

Дата добавления: 2014-11-07