Читать онлайн «Механика. Определение скорости звука в воздухе методом акустического интерферометра: Методические указания к выполнению лабораторной работы»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Механика Методические указания к выполнению лабораторной работы «Определение скорости звука в воздухе методом акустического интерферометра» ПЕНЗА 2005 1 УДК 53 Приведены общие методические сведения по изучаемому явле- нию, описание лабораторной установки, порядок проведения измере- ний и обработки экспериментальных данных. Методические указания подготовлены на кафедре «Физика» и предназначены для студентов физико-математической и инженерно- технических специальностей. Ил. 6, табл. 1, библиогр. 4 назв. Составители: А. В. Рудин, Вас. В. Евстифеев, Н. В. Костина, В. Д. Кревчик, П. П. Першенков Под редакцией профессора Викт. В. Евстифеева Рецензент Р. В. Зайцев, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общей физики Пензенского госу- дарственного педагогического университета Цель работы: ознакомление с простейшим случаем волновых процессов в воздухе на примере распространения продольных звуко- 2 вых волн в цилиндрической трубе, снабженной подвижным поршнем – отражателем. Приборы и оборудование: акустический интерферометр, тер- мометр. Теоретические сведения Волновые процессы. Продольные и поперечные волны Колебания, возбужденные в какой-либо точке среды (твердой, жидкой или газообразной), распространяются в ней с конечной скоро- стью, зависящей от свойств среды, передаваясь от одной точки среды к другой. Чем дальше расположена частица среды от источника коле- баний, тем позднее она начнет колебаться. Иначе говоря, фазы коле- баний частиц среды и источника тем больше отличаются друг от дру- га, чем больше это расстояние. При изучении распространения коле- баний не учитывается дискретное (атомно-молекулярное) строение среды и среда рассматривается как сплошная, т. е. непрерывно рас- пределенная в пространстве и обладающая упругими свойствами. Процесс распространения колебаний в сплошной среде называ- ется волновым процессом (или волной). При распространении волны частицы среды не движутся вместе с волной, а колеблются около сво- их положений равновесия. Вместе с волной от частицы к частице сре- ды передаются лишь состояние колебательного движения и его энер- гия. Поэтому основным свойством всех волн, независимо от их при- роды, является перенос энергии без переноса вещества. Среди разнообразных волн, встречающихся в природе и технике, выделяются следующие их типы: волны на поверхности жидкости, упругие и электромагнитные волны. Упругими (или механически- ми) волнами называются механические возмущения, распространяю- щиеся в упругой среде. Упругие волны бывают продольные и попе- речные. В продольных волнах частицы среды колеблются в направле- нии распространения волны, в поперечных — в плоскостях, перпен- дикулярных направлению распространения волны.