Упругие волны. Длина волны

Приборы и материалы

Лабораторная работа № 7

Журнал наблюдений

Измерения и обработка результатов

1. Убедиться, что на площадке 4, соединенной с микрометром, находятся три груза начального натяжения проволоки, а остальные четыре груза находятся на нижней площадке 5.

2. Установить стрелку микрометра в нулевое положение.

3. По одному перемещать грузы на площадку 4, соединенную с микрометром, записывая в таблицу его показания, cоответствующие удлинению проволоки.

4. Проделать то же самое в обратном порядке, перенося грузы по одному с площадки 4 на площадку 5, и занося показания микрометра в журнал наблюдений (перекладывать только четыре груза!).

5. Обработать результаты измерений, определить значение модуля Юнга, сравнить его с табличным значением для стали (Е _таб.=200 ГПа) и подсчитать отклонение (Δ Е = | Е _зв – <Е >|) измеренной величины от табличного значения.

i, шт Количество грузов на платформе	∆L0• 10^-5, м	D L / i•10^-5, м Удлинение проволоки при нагружении	D L // i•10^-5, м Удлинение проволоки при разгрузке	D Li•10^-5, м Среднее удлинение при деформации	E, ГПа	<E>, ГПа	Относительная погрешность δ = (Δ Е / <Е >)•100 %

Окончательный результат:

E = <E> ± Δ E = _______________________________________

Контрольные вопросы

1. Что называется деформацией тела?

2. Что называется упругой деформацией? Что называется неупругой деформацией?

3. Назовите виды простых упругих деформаций?

4. Что называется механическим напряжением? Единицы его измерения?

5. Что называется относительным удлинением?

6. Сформулируйте физическую сущность коэффициента упругости?

7. Что называется модулем Юнга? Единица его измерения? Физический смысл модуля Юнга? От чего он зависит?

8. Сформулируйте закон Гука? Запишите закон Гука через модуль Юнга.

Литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3-х т. М.: Наука, 1982. Т.1.

2. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высш. Школа, 1985.

3. Хайкин С.Э. Физические основы механики. – М.: Наука, 1971.

Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, 1985.

Изучение явления стоячих звуковых волн и определение скорости звука в воздухе

Выполнил студент _______________, группа ____________, дата ____________.

Допуск ______________

Выполнение __________

Зачет ________________

Цель работы: Ознакомиться с явлением возникновения стоячих звуковых волн и определить опытным путем скорость звука в воздухе.

№ п\п	Наименование прибора	Цена деления	Предел измерения (х max)	Точность отсчета (Δ х пр)
	Труба с подвижным поршнем	-	-	-
	Звуковой генератор с телефоном	-	-	-
	Линейка

Теоретические сведения

1. Основные понятия и законы

Если в каком-либо месте упругой (твердой, жидкой или газообразной) среды возбудить колебания ее частиц, то вследствие взаимодействия между частицами это колебание будет распространяться в среде от частицы к частице с некоторой скоростью v. Процесс распространения колебаний в пространстве называется волной.

Механической волной называется процесс распространения колебаний в упругой среде, который сопровождается передачей энергии колеблющегося тела от одной точки упругой среды к другой.

Частицы среды, в которой распространяется упругая волна, не вовлекаются волной в поступательное движение, они лишь совершают колебания около своих положений равновесия. В зависимости от направления колебаний частиц по отношению к направлению распространения волны, различают продольные и поперечные волны.

1. Волна называется поперечной, если частицы среды колеблются в направлениях, перпендикулярных к направлению распространения волн.

Рис.1.

(волна на водной поверхности, волна вдоль шнура).

2. Волна называется продольной, если колебания частиц среды происходят в направлении распространения волны.

Рис.2.

(звуковые волны, колебания поршня в трубке, заполненной газом или жидкостью, вызывают продольную упругую волну).

Упругие поперечные волны могут возникать лишь в среде, обладающей сопротивлением сдвигу. Поэтому в жидкой и газообразной средах возможно возникновение только продольных волн. В твердой среде возможно возникновение как продольных, так и поперечных волн.

Геометрическое место точек, до которых доходят колебания к моменту времени t, называется фронтом волны (или волновым фронтом).

Геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе, называется волновой поверхностью. Волновую поверхность можно провести через любую точку пространства, охваченного волновым процессом. Следовательно, волновых поверхностей существует бесконечное множество, в то время как волновой фронт каждый момент времени только один. Волновые поверхности могут быть любой формы. В простейших случаях они имеют форму плоскости или сферы. Соответственно волна в этих случаях называется плоской или сферической.

Линия, перпендикулярная волновой поверхности называется лучом. Луч указывает направление распространения волны.

Расстояние l, на которое распространяется волна за время, равное периоду колебания частиц среды, называется длиной волны:

l = vT,(м),

где v - скорость волны, T – период колебаний.

Длину волны можно определить также как расстояние между ближайшими точками среды, колеблющихся с разностью фаз, равной 2 .

Скорость волны v = ln.

Дата добавления: 2014-11-18