Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 [23] 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

тенсивности. Разность хода между волнами, идущими от излучателя к краю листа и отраженными от края, равна нулю. В самом деле, ведь можно представить себе, что отраженная волна испускается «мнимым» излучателем, являющимся зеркальным «изображением» действительного, отраженного от края как от

Рис. 40. Интерференция изгибных волн при отражении от края бумажного листа.

а-излучатель расположен перпендикулярно к плоскости листа; б. е, г-интерференционные картины при различных расстояниях от торца вибратора (обозначенного черным кружком) до края листа.

зеркала (т. е. расположенным симметрично ему относительно края листа). Два таких излучателя дают на краю листа максимум интенсивности, если они колеблются синфазно.

Таким образом, опыт показывает, что при отражении ультразвука от акустически менее плотной среды (среды с меньшим акустическим сопротивлением) фаза волны не меняется. Раньше при объяснении работы магнитострикционного излучателя мы использовали это положение без доказательства. Впрочем; уже опыты по -резонансному- возбуждению





магнитострикционного вибратора с достаточной убедительностью свидетельствуют в пользу этого положения.

Выясним, соответствует ли получающаяся в опыте интерференционная картина теоретическим выводам. Согласно теории интерференции волн минимумы интенсивности располагаются в точках, в которые волны от источников приходят с разностью хода, равной нечетному числу длин полуволн

Геометрические места таких точек на плоскости представляют собой семейство гипербол, в фокусах

разности хода между карандашом отметьте положе-интерферирующимн из- ние края листа. Соединив точ-

браженному на рис. 41. Нанесите на этот чертеж точку S, симметричную относительно края листа точке S, в которой вибратор касается бумаги. Если предположение, что полученные в эксперименте линии суть гиперболы с фокусом в точке S, верно, то точка S - второй фокус семейства гипербол. По определению гипербола - геометрическое место точек, разность расстояний которых от двух фокусов есть величина постоянная.

На любой из линий чертежа выберите произвольную точку. Измерьте расстояния от нее до точек S и S и найдите разность этих расстояний. Теперь на

b=1/a{2k + \)k, k = 0, ± 1, ±2, ...


которых расположены излучатели.

Рис. 41. К измерению

Получите интерференционную картину при отражении изгибной ультразвуковой волны от края листа. Остро отточенным карандашом обозначьте на листе полученные линии минимумов интенсивности и положение торца излучателя. Убрав марганцовокислый калий, наложите лист бумаги на другой и иглой «переколите» экспериментальные точки, а

гибными волнами.

ки плавными линиями, вы получите чертеж, подобный изо-



той же линии возьмите любую другую точку и для нее проделайте ту же операцию. Вы получите результат, в пределах ошибок опыта совпадающий с первым. Взяв еще несколько точек на выбранной линии, нетрудно убедиться, что эта линия действительно является гиперболой.

Подсчитайте разности расстояний от фокусов до точек, принадлежащих различным линиям чертежа. Вы заметите, что при переходе от первой линии ко второй эта разность увеличивается в три раза, от первой к третьей - в пять раз и т. д. Поэтому для разности расстояний можно записать экспериментальную формулу

6 = (2k + l)a, ft = 0, 1, 2,

где а- некоторая постоянная, имеющая размерность расстояния. Эта. экспериментальная формула совпадает с приведенной выше теоретической, если положить, что постоянная а равна половине длины изгибной бочны, распространяющейся в бумажном листе. Таким образом, результаты опыта полностью подтверждают теорию.

Задание 19. По измеренным в опыте значениям разности хода для определенного числа k (порядка интерференции) определите длину и скорость изгибной волны, распространяющейся в бумажном листе. Выясните, зависит ли длина волны от расстояния между излучателем и краем листа.

Задание 20. Выполняя задание 2, вы научились возбуждать продольные звуковые колебания в стеклянных трубках. Покажите, что изгибная волна в


Рис. 42. Экспериментальная установка для изучения интерференции в бумажном листе изгибных волн, испускаемых двумя когерентными источниками.

/ - одинаковые магнитострикционные излучатели, 2-лист плотной белой бумаги, 3-слой поролона, 4 - регулирово 1ные винты для горизонтальной установки, 5-фанерное основание.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 [23] 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52



0.0008