Резонансна труба являє собою вузьку трубу, в якій створюються коливання стовпа повітря. Для зміни довжини стовпа повітря застосовуються різні способи, наприклад зміни рівня води в трубі.
Закритий кінець труби являє собою вузол, тому що знаходиться в зіткненні з ним повітря нерухомий. Відкритий кінець труби завжди є пучності, оскільки амплітуда коливань тут максимальна. На малюнку показаний основний вид стоячій хвилі повітря в трубі, закритій з одного кінця (закритій трубі). Присутній один вузол і одна пучность. Довжина труби становить приблизно одну четверту довжини стоячої хвилі.
Дослідження. Визначити швидкість звуку за допомогою резонансної труби
Прилад, застосовуваний в цьому дослідженні, показаний на малюнку а. Резонансна труба являє собою довгу вузьку трубу А, з'єднану з резервуаром В через гумовий патрубок. В обох трубах знаходиться вода. Коли У піднято, довжина повітряного стовпа в А зменшується, а коли В опускається, довжина стовпа повітря в А збільшується. Помістіть коливається камертон зверху А, коли довжина стовпа повітря в А практично дорівнює нулю. Ви не почуєте жодного звуку.
У міру збільшення довжини стовпа повітря в А ви почуєте, як звук посилюється, досягає максимуму, а потім починає стихати. Повторіть цю процедуру, регулюючи У такий спосіб, щоб довжина повітряного стовпа в А давала максимальний за силою звук. Потім заміряйте довжину l1 стовпа повітря (рис. Б).
Гучний звук чути тому, що власна частота стовпа повітря довжиною l1 дорівнює власній частоті камертона, і тому повітряний стовп коливається в унісон з ним. Ви знайшли перше положення резонансу. Фактично довжина коливається повітря трохи більше стовпа повітря в А.
Довжина е - це додаткова довжина, яка повинна бути додана до довжини стовпа повітря l1. щоб отримати більш точну довжину коливається повітря. Ця поправка називається крайової корекцією. Якщо ви опустите У ще нижче, так, щоб довжина повітряного стовпа збільшилася, то знайдете інше положення, в якому звук досягає максимальної сили. Точно визначите це положення і виміряйте довжину l2 стовпа повітря. Це - друге положення резонансу. Як і раніше, вершина знаходиться на відкритому кінці труби, а вузол - на поверхні води.
Це може бути досягнуто тільки в разі, показаному на малюнку в, при цьому довжина стовпа повітря в трубі приблизно становить - 3/4 довжини хвилі (3/4 λ). Крайова корекція залишається такою ж, як і раніше, тому 3/4 λ = l2 + е. Віднімання двох вимірів дає:
де f - частота камертона. Це швидкий і досить точний спосіб визначення швидкості звуку в повітрі.
Для того щоб показати, що довжина стовпа повітря обернено пропорційна частоті хвилі. потрібно застосувати ряд камертонів. Краще використовувати маленький гучномовець, з'єднаний з відкаліброваним генератором звукової частоти, замість камертонів фіксованої частоти. Замість труб з водою застосовується довга труба з поршнем, оскільки це полегшує підбір довжини стовпів повітря. Поблизу від кінця труби поміщається постійне джерело звуку, і виходять резонансні довжини повітряного стовпа для частот 300 Гц, 350 Гц, 400 Гц, 450 Гц, 500 Гц, 550 Гц і 600 Гц.
Будується графік залежності (частоти) від довжини труби. Перетин в негативну частину графіка дає значення крайової поправки е (приблизно 0,6 r, де r - радіус резонансної труби).
Коли вода наливається в пляшку, утворюється звук певного тону, оскільки повітря в пляшці починає коливатися. Висота цього тону підвищується в міру зменшення обсягу повітря в пляшці. Кожна пляшка має певну власну частоту, і, коли дмеш поверх відкритого шийки пляшки, може також утворитися звук.
На початку другої світової війни прожектора фокусувалися на літаках за допомогою обладнання, який працював в звуковому діапазоні. Щоб не дати їм сфокусуватися, деякі екіпажі викидали з літаків порожні пляшки, коли вони потрапляли в промінь прожектора. Гучні звуки падаючих пляшок сприймалися приймачем, і прожектори втрачали фокус.
Фізика 7 клас
Фізика 8 клас
Фізика 9 клас
Підручник з фізики Перишкін А.В. для 9 класу завершує курс фізики основної школи та відповідає вимогам мінімуму змісту основного освіти.
ГДЗ 7-9 клас
Готові домашні завдання з фізики до підручників Перишкін: ГДЗ для 8 класу скачати. решебник з фізики 9 класу скачати.