Άσκηση 36 Μελέτη ακουστικών κυμάτων σε ηχητικό σωλήνα



Σχετικά έγγραφα
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΣΤΑΣΙΜΩΝ ΗΧΗΤΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΕ ΣΩΛΗΝΑ KUNDT

Στάσιμα κύματα - Μέτρηση της ταχύτητας του ήχου με το σωλήνα Kundt

ΜΕΛΕΤΗ ΣΤΑΣΙΜΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΕ ΗΧΗΤΙΚΟ ΣΩΛΗΝΑ ( KUNDT ) ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΗΧΟΥ ΣΤΟΝ ΑΕΡΑ

ΣΤΑΣΙΜΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΗΧΟΥ ΣΤΟΝ ΑΕΡΑ

Φυσική για Μηχανικούς

Μελέτη των ακουστικών κυμάτων σε ηχητικό σωλήνα

ΣΚΟΠΟΙ Η αισθητοποίηση του φαινοµένου του ηχητικού συντονισµού Η κατανόηση της αρχής λειτουργίας των πνευστών οργάνων ΥΛΙΚΑ-ΟΡΓΑΝΑ

Διαγώνισμα 1 Α στα Μηχανικά κύματα

Επεξεργαςία πειραματικών δεδομζνων

Φυσική για Μηχανικούς

Κεφάλαιο 15 Κίνηση Κυµάτων. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΗΡΙΑ ΓΕΙΤΟΝΑ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ &ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤ/ΝΣΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ:

ΣΤΑΣΙΜΑ ΚΥΜΑΤΑ. A. Στάσιμα κύματα σε χορδές

Μέτρηση της ταχύτητας του ήχου στον αέρα.

ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΑΝΩ ΣΕ ΚΥΜΑΤΑ ΔΥΟ ΚΑΙ ΤΡΙΩΝ ΔΙΑΣΤΑΣΕΩΝ ΗΧΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ

1. Η συχνότητα αρμονικού κύματος είναι f = 0,5 Hz ενώ η ταχύτητα διάδοσης του υ = 2 m / s.

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ. ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΗ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΘΕΩΡΙΑ ο ΜΑΘΗΜΑ

Άσκηση 28. Μελέτη ακουστικών κυµάτων σε ηχητικό σωλήνα

ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑ ΘΕΩΡΙΑΣ

β. δημιουργούνται από πηγή η οποία ταλαντώνεται κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης.

Κεφάλαιο 15 ΚίνησηΚυµάτων. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Φυσική για Μηχανικούς

Ψηφιακή Επεξεργασία Σηµμάτων

Κεφάλαιο 5 ο : Μηχανικά Κύματα

ΠΟΜΠΟΣ ΕΚΤΗΣ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗΣ

ΚΥΜΑΤΑ 1. Νίκος Κανδεράκης

max 0 Eκφράστε την διαφορά των δύο θετικών λύσεων ώς πολλαπλάσιο του ω 0, B . Αναλύοντας το Β σε σειρά άπειρων όρων ώς προς γ/ω 0 ( σειρά

ΚΥΜΑ ΗΧΟΣ ΙΑΘΛΑΣΗ ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΣΥΜΒΟΛΗ

Φυσική για Μηχανικούς

κύματα. Σύνοψη κυμάτων και επηρεάσουν διαφορετική τα σωμάτια

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα. ΔΙΑΛΕΞΗ 21 Κυματική ΦΥΣ102 1

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 «Κυμάνσεις» Μαρία Κατσικίνη users.auth.gr/~katsiki

ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ Γ ΤΑΞΗΣ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5)

d = 5 λ / 4 λ = 4 d / 5 λ = 4 0,5 / 5 λ = 0,4 m. H βασική κυματική εξίσωση : υ = λ f υ = 0,4 850 υ = 340 m / s.

i. ένας προβολέας πολύ μικρών διαστάσεων ii. μια επίπεδη φωτεινή επιφάνεια αποτελούμενη από πολλές λάμπες σε λειτουργία

Κεφάλαιο 5 ο : Μηχανικά Κύματα

ΑΣΚΗΣΗ 12 Ταχύτητα του ήχου στον αέρα με το συμβολόμετρο Quinke

2. Από τις παρακάτω μονοχρωματικές ακτινοβολίες το μεγαλύτερο μήκος κύματος στο κενό έχει η α. ερυθρή. β. κίτρινη. γ. πράσινη. δ. ιώδης.

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ» ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Η πρώτη σχέση αναφέρεται στο προσπίπτον κύμα και η δεύτερη αναφέρεται στο ανακλώμενο κύμα.

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟ ΣΧΕΔΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ. ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ και ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Ταχύτητα διάδοσης κύματος Στάσιμο κύμα

Φυσική για Μηχανικούς

Δομικά Υλικά Μάθημα ΙΙΙ. Ηχος & Ηχητικά Φαινόμενα

Εργαστηριακή Άσκηση 30 Μέτρηση του συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας υλικών.

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

Φυσική ΘΕΜΑ 1 ΘΕΜΑ 2 ΘΕΜΑ 3

Ηχητικά κύματα Διαμήκη κύματα

ΙΑΤΡΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΥΠΕΡΗΧΟΓΡΑΦΙΑ

ΥΛΗ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΑΚΟΥΣΤΙΚΗ ΦΩΤΟΜΕΤΡΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ

Θέματα Παγκύπριων Εξετάσεων

Φαινόμενο Doppler (Γ. Μ.) Φαινόμενο Doppler. Φαινόμενο Doppler είναι η διαφορά των συχνοτήτων που μετρούν οι παρατηρητές

Φυσική Ο.Π. Γ Λυκείου

Κεφάλαιο T3. Ηχητικά κύµατα

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ: ΚΡΟΥΣΕΙΣ-ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ-ΚΥΜΑΤΑ-ΡΕΥΣΤΑ ΣΕ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2014

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ. Διάρκεια εξέτασης: sec ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ:

Κεφάλαιο T4. Υπέρθεση και στάσιµα κύµατα

Δομικά Υλικά Μάθημα ΙV. Ηχος & Ηχητικά Φαινόμενα II

Ηλεκτρομαγνητικά Διαδίδονται στο κενό

Ακουστική)και)Ψυχοακουστική

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΧΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΦΥΕ η ΕΡΓΑΣΙΑ

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ - ΘΕΩΡΙΑ - ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 19/02/17 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ. Ονοματεπώνυμο: Τμήμα: Γ ΘΕΜΑΤΑ:

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ)

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (14)

Χάλκινα Πνευστά. Δρ. Χρυσούλα Αλεξανδράκη ΤΕΙ Κρήτης Σχολή Εφαρμοσμένων Επιστημών Τμήμα Μηχανικών Μουσικής Τεχνολογίας και Ακουστικής

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κύµατα - Φαινόµενο Doppler Σύνολο Σελίδων: έξι (6) - ιάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες Βαθµολογία % Ονοµατεπώνυµο: Θέµα Α

Στάσιμα Κύματα σε Χορδή και Ελατήριο

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΦΥΣΙΚΗΣ ΙΙ

Εργαστηριακή Άσκηση 8 Εξάρτηση της αντίστασης αγωγού από τη θερμοκρασία.

Για τις παρακάτω ερωτήσεις 2-4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ 2019 ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Ε.Μ.Π. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Μάθημα «Φυσική (Ταλαντώσεις και Κύματα)», ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ (Διάρκεια 2 h 30 min)

ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α1 Α5 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Φυσική για Μηχανικούς

1 Ο ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ - ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΑΘΗΤΗ ΜΑΘΗΜΑ ΤΑΞΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΟΝΟΜ/ΜΟ: ΗΜΕΡ/ΝΙΑ ΚΑΘ/ΤΕΣ ΓΙΑΡΕΝΟΠΟΥΛΟΣ Λ. ΚΟΥΣΟΥΛΗΣ Δ.

Πυθαγόρειο θεώρημα στο τρίγωνο ΣΠ 1 Π 2 : r 1 ² = Π 1 Π 2 ² + r 2 ²

2. Από τις παρακάτω μονοχρωματικές ακτινοβολίες το μεγαλύτερο μήκος κύματος στο κενό έχει η α. ερυθρή. β. κίτρινη. γ. πράσινη. δ. ιώδης.

Εργαστηριακή ή Άσκηση η 3

Διαγώνισμα Γ Λυκείου Τετάρτη 9 Μαΐου 2018

ΘΕΜΑ Α : α V/m β V/m γ V/m δ V/m

Διαγώνισμα εφ όλης της ύλης. Στα θέματα 1 4 να σημειώσετε στο τετράδιό σας ποιες από τις προτάσεις είναι σωστές και ποιες λανθασμένες.

Εισαγωγή Στοιχεία Θεωρίας

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 03 ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Διάρκεια: 3ώρες ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5)

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1 4 να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΑ: ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΕΞΕΤΑΣΗΣ: 3 ΩΡΕΣ

26 Ιανουαρίου 2019 ΜΟΝΑΔΕΣ: ΛΥΚΕΙΟ:... ΟΜΑΔΑ ΜΑΘΗΤΩΝ:

ΘΕΜΑ Α ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α

ΔΙΑΔΟΣΗ ΥΠΕΡΗΧΩΝ ΣΤΟΝ ΑΕΡΑ. Εξοικείωση με πειραματικές συσκευές υπερήχων και μελέτη της διάδοσης του ήχου:

Φαινόμενο Doppler. Ο ήχος παράγεται από σώματα που εκτελούν μηχανικές ταλαντώσεις (δονήσεις), και επομένως χαρακτηρίζεται ως διαμήκες μηχανικό κύμα.

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο και 5 ο

Transcript:

Μιχάλης Καλογεράκης 9 ο Εξάμηνο ΣΕΜΦΕ ΑΜ:911187 Υπεύθυνος Άσκησης: Κος Πέογλος Ημερομηνία Διεξαγωγής:3/11/25 Άσκηση 36 Μελέτη ακουστικών κυμάτων σε ηχητικό σωλήνα 1) Εισαγωγή: Σκοπός και στοιχεία Θεωρίας Σκοπός της άσκησης είναι η μελέτη των στάσιμων ακουστικών κυμάτων στον ηχητικό σωλήνα. Στη διάρκεια της άσκησης μετρήσαμε τις 4 πρώτες συχνότητες συντονισμού για τις περιπτώσεις κατά τις οποίες τα άκρα του ηχητικού σωλήνα ήταν κλειστά και όταν το ένα ήταν κλειστό ενώ το άλλο ήταν ανοιχτό. Για την μελέτη του φαινομένου, λάβαμε υπόψιν το γεγονός ότι τα ηχητικά κύματα είναι διαμήκη. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα κατά τη διάρκεια της διάδοσης ενός ηχητικού κύματος στον αέρα, να έχουμε πυκνώματα και αραιώματα αέρα. Καταλήγουμε λοιπόν σε μια σχέση, η οποία συνδέει το τετράγωνο της ταχύτητας του αέρα ανάλογα με τη μεταβολή της πίεσης και αντιστρόφως ανάλογα με τη μεταβολή της πυκνότητας του αέρα. 2 Δp c =. Για τον υπολογισμό του λόγου αυτού είναι απαραίτητο να κάνουμε την παραδοχή ότι οι Δρ μεταβολές γίνονται γρήγορα, πράγμα το οποίο καθιστά την μεταβολή που μελετάμε αδιαβατική και όχι Η σχέση είναι ισόθερμη. Αν λοιπόν γ είναι ο λόγος C γ = C p v, τότε από το νόμο της αδιαβατικής μεταβολής, δεδομένου -γ ότι η πυκνότητα είναι αντιστρόφως ανάλογη του όγκου, ισχύει ότι piρ =σταθερό. Προκύπτει λοιπόν ότι η ταχύτητα του ήχου δίδεται από τη σχέση p c= γ ρ Θεωρώντας τον αέρα ιδανικό αέριο με πυκνότητα 1, 29 kg o 3 στους Cκαι πίεση μία ατμόσφαιρα, μπορούμε να o υπολογίσουμε την πυκνότητά του στους 18 C που διεξήχθη η άσκηση. Η πυκνότητα του αέρα προκύπτει ότι kg είναι ρ =1,21. Για τον υπολογισμό της θεωρήσαμε ότι ο αέρας είναι ιδανικό αέριο με ΜΒ=28,8. ο 2 C 3 Προκύπτει λοιπόν ότι η θεωρητικά αναμενόμενη ταχύτητα του αέρα στους 2 βαθμούς Κελσίου είναι 342,3 sec.

Όσον αφορά τη μελέτη των συχνοτήτων συντονισμού των ηχητικών κυμάτων μέσα σε σωλήνα, η θεωρία προβλέπει αρκετά ενδιαφέροντα πράγματα. Καταρχήν, ο σωλήνας έχει το ρόλο του «κυματοδηγού», φροντίζει δηλαδή τα ηχητικά κύματα να διαδίδονται με σχεδόν επίπεδα μέτωπα και όχι με σφαιρικά. Για τη διάδοση επίπεδων ακουστικών κυμάτων στους σωλήνες, αρκεί η διάμετρος του σωλήνα να είναι πολύ μικρότερη από το μήκος του ηχητικού κύματος. Για παράδειγμα, για συχνότητα 1Ηζ, αρκεί ο σωλήνας να έχει διάμετρο 3-5c. Τι συμβαίνει όμως όταν ο σωλήνας είναι ανοιχτός στο ένα άκρο του; Θα περίμενε κανείς να μην παρουσιάζεται σύνθετη αντίσταση, λόγω του ότι δεν υπάρχει κάποιο εμπόδιο. Όμως, υπάρχει αντίσταση Λόγω του ότι καθώς το επίπεδο κύμα όταν εξέρχεται από το σωλήνα μετατρέπεται σε σφαιρικό, έχουμε σημαντική εξασθένιση της έντασης. Μάλιστα έχει διαπιστωθεί ότι στα,63r, (όπου R η διάμετρος του σωλήνα), η ακουστική πίεση γίνεται πρακτικά. Αυτό μας βοηθάει να φανταστούμε ότι η περίπτωση του ανοικτού στο ένα άκρο σωλήνα προσομοιάζεται με καλή προσέγγιση, με την νοητή τοποθέτηση ενός φράγματος σε απόσταση,63r. Με βάση αυτό το μοντέλο προκύπτει ένας συντελεστής ανάκλασης 1 για τη μετατόπιση και 1 για την πίεση. Με άλλα λόγια, όταν το κύμα πλησιάζει το ανοιχτό άκρο του σωλήνα, ένα πύκνωμα ανακλάται και διαδίδεται προς τα πίσω ως αραίωμα, ενώ ένα αραίωμα ανακλάται και διαδίδεται προς τα πίσω ως πύκνωμα. Σωλήνας κλειστός και στα δύο άκρα Στην θεμελιώδη συχνότητα, έχουμε δύο δεσμούς μετατόπισης και μια κοιλία στο κέντρο του σωλήνα. Επειδή η απόσταση μεταξύ δύο δεσμών είναι πάντα ίση προς το ήμισυ του μήκους κύματος, στην περίπτωσή μας, η απόσταση αυτή είναι ίση προς το μήκος κύματος του σωλήνα L. Με άλλα λόγια οι κανονικοί τρόποι 2L ταλάντωσης δίδονται από τον τύπο λ n =, =1,2,3,4... n n. Σωλήνας ανοικτός στο ένα άκρο και κλειστός στο άλλο Εδώ η θεμελιώδης συχνότητα συντονισμού αντιστοιχεί σε μια μορφή στάσιμου κύματος με ένα δεσμό μετατόπισης στο κλειστό άκρο και μία κοιλία στο ανοιχτό. Επειδή η απόσταση μεταξύ κοιλιών και δεσμών 4La είναι πάντα λ/4, έχουμε ότι ο νιοστός τρόπος ταλάντωσης θα έχει μήκος κύματος λ n =, n = 1, 3,5,7... n Εφόσον λοιπόν ο σωλήνας μας έχει μήκος 9c αναμένουμε τις παρακάτω τιμές συχνοτήτων για ανοιχτό στο ένα άκρο και κλειστό και στα δυο άκρα σωλήνα.. Η ταχύτητα διάδοσης του αέρα θεωρείται ίση με 342,3 sec σύμφωνα με το συλλογισμό που αναπτύχθηκε πιο πάνω. Τρόπος ταλάντωσης (n) Ανοιχτός στο ένα άκρο (fi Hz) Κλειστός και στα δύο άκρα (fi Hz) 1 92,11 19,17 2 276,4 38,33 3 46,8 57,5 4 644,11 76,66 2) Περιγραφή πειραματικής διαδικασίας Καταρχήν μετρήσαμε τη θερμοκρασία περιβάλλοντος στους 18 βαθμούς Κελσίου. Στη συνέχεια θέσαμε σε λειτουργία το τροφοδοτικό και ελέγξαμε τον ηχητικό σωλήνα για τυχόν διαρροή αέρα. Παρατηρήσαμε ότι στο κλειστό άκρο δεν έκλεινε καλά, πράγμα το οποίο επηρρεάζει κάπως την ακρίβεια των αποτελεσμάτων μας. Στη συνέχεια θέσαμε σε λειτουργία τον Η/Υ και τοποθετήσαμε το μικρόφωνο στην αρχή του σωλήνα, σύμφωνα με τις υποδείξεις του επιβλέποντος.

Την άσκηση εκτέλεσα μόνος μου, πράγμα το οποίο αποτέλεσε στο να πρέπει λα λειτουργώ σχετικά γρήγορα λόγω της πίεσης χρόνου. Σημάδεψα τα 85 c στη ράβδο που έφερε το μικρόφωνο με ένα μολύβι, αφού θα χρειαζόμασταν μέτρηση της πίεσης και για τα 85c. Αξίζει εδώ να αναφέρουμε ότι στις μετρήσεις μας είχαμε ένδειξη τάσης στα άκρα του μικροφώνου, η οποία όμως είναι ανάλογη της ακουστικής πίεσης που δέχεται το μικρόφωνο. Επειδή λοιπόν στο πρώτο μέρος της άσκησης δεν μας ενδιέφερε η τιμή της πίεσης αλλά μόνο η συχνότητα συντονισμού του συστήματος, είχαμε την ευχέρεια να μπορούμε να μεταβάλλουμε την ένταση του ενισχυτή όποτε το σήμα που έδινε η διάταξη γινόταν χαμηλό. Κατά την καταγραφή όμως της ακουστικής πίεσης κατά μήκος του σωλήνα, αυτό δεν ήταν δυνατόν να γίνει, αφού θα αλλοίωνε τις τιμές της τάσης και δεν θα μπορούσαμε να εξαγάγουμε αποτελέσματα. Ήταν λοιπόν σκόπιμο, πριν μετρήσουμε τις διάφορες τιμές της τάσης(πίεσης) κατά μήκος του σωλήνα, να ελέγξουμε το πώς μεταβάλλονταν ούτως ώστε να διαλέξουμε κατάλληλη ενίσχυση από τη διάταξη. Αξίζει επίσης να αναφερθεί ότι κατά τη μέτρηση της ακουστικής πίεσης κατά μήκος του σωλήνα, έπρεπε κάθε φορά που μετακινούσα το μικρόφωνο να περιμένω μερικά δευτερόλεπτα για να πάρω μέτρηση. Αυτό, λόγω το ότι καθώς μετακινούσα το μικρόφωνο που βρισκόταν πάνω στη ράβδο, ουσιαστικά μετέβαλλα την πίεση που δεχόταν το μικρόφωνο, άρα αν έπαιρνα αμέσως μια τιμή θα είχε μέσα και το σφάλμα της «ανυπομονησίας». 3) Μετρήσεις-Επεξεργασία Μετρήσεων-Σφάλματα Το μήκος του σωλήνα είναι 9c και η εσωτερική του διάμετρος είναι 3,2c. 1)Εδώ παρουσιάζονται οι πειραματικές συχνότητες συντονισμού, τις οποίες μετρήσαμε στο πρώτο μέρος του πειράματος. Πειραματικές Συχνότητες συντονισμού (Hz) Κλειστός σωλήνας Ανοιχτός σωλήνας 2 122 395 296 589 481 774 666 Παρατηρούμε ότι υπάρχει μια απόκλιση της τάξης του 1% σε σχέση με τις θεωρητικά αναμενόμενες τιμές για τη δεδομένη θερμοκρασία του πειράματος στον κλειστό σωλήνα. Το σφάλμα στις μετρήσεις μας είναι Δf= ± 1Ηz. Παρακάτω φαίνονται οι μετρήσεις της τάσης (με σταθερή ενίσχυση ανά στήλη), για τα βήματα 2 και 3. Πίεση Κλειστού σωλήνα (V) Πίεση Ανοικτού σωλήνα(v) Θέση μικροφώνου (c) 1ος ΚΚΤ(2Hz) 2ος ΚΚΤ(395Hz) 1ος ΚΚΤ(122Hz) 2οςΚΚΤ(296Hz),163,126,12,97 5,134,138,12,12 1,118,118,12,84 15,84,84,12,55 2,72,46,84,49 25,53,18,84,41 3,45,48,8,17 35,35,88,73,16 4 4,134,64,45 45,5,156,56,73 5,149,52,14 55,3,119,41,134 6,45,74,35,145 65,6,3,3,145 7,69 3 8,136 75,81,64 4,17 8,91,112,18,72 85,99,147,12,39

2)Ακολουθούν τα διαγράμματα της τάσης στα άκρα του μικροφώνου (πίεσης) για τους 2 πρώτους τρόπους ταλάντωσης σε κλειστό σωλήνα. Τιμές πίεσης αέρα στον 1ο ΚΤΤ με κλειστά άκρα,18,16,14,12 Τιμή τάσης,1,8,6,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Θέση μικροφώνου 2ος ΚΤΤ με κλειστά άκρα(395hz),18,16,14,12 Τάση (V),1,8,6,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Θέση μικροφώνου (c)

3)Ακολουθούν τα διαγράμματα για τον 1 ο και 2 ο ΚΤΤ με ανοιχτό το ένα άκρο του σωλήνα. 1ος ΚΤΤ με ανοιχτό το ένα άκρο (122Hz),12,1,8 Τάση (V),6,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Θέση μικροφόνου (c) 2ος ΚΤΤ με ανοιχτό το ένα άκρο (296Hz),16,14,12,1 Τάση (V),8,6,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Θέση μικροφώνου (c)

4) Παρατηρώντας πάντως την περίοδο του γραφήματος του 2 ου ΚΤΤ όπου ήταν κλειστά τα 2 άκρα, ίση με 43c, μπορούμε με βάση τη θεωρία να πούμε ότι το μήκος κύματος είναι 86c. Άρα, εφόσον η συχνότητα είναι 395Ηz θα έχουμε μια προσεγγιστική ταχύτητα (με σφάλμα αρκετά μεγάλο), ίση με 339,7. sec 5)Μετρήσαμε ότι ο παλμός διήνυσε 6 μήκη σωλήνα, δηλαδή 54c σε χρόνο,16s. H ταχύτητα λοιπόν είναι Δs c = = Δ t 337,5 sec.σύμφωνα με τη θεωρία διάδοσης σφαλμάτων, για το δc έχουμε: δ ( ) ( ) 2 2 2 2 c c s s δc δs δt = + δc = + δt δc = ± 4 s t t 2 t sec Η πειραματική τιμή της ταχύτητας είναι λοιπόν πολύ κοντά με την θεωρητική της τιμή.