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

трубке ниже в тех местах, где в предшествующих опытах собирались кучки порошка.

Места, в которых жидкость вспучивается, могут действовать подобно собирающим линзам. Если над трубкой Кундта расположить лампу, прямая нить которой перпендикулярна к трубке, то вспучивания жидкости могут дать изображения нити лампы на помещенном под трубкой экране. Полученные изображения очень резки и позволяют с большой точностью измерить расстояние между пучностями стоячей волны в газе, заполняющем трубку.

Схема и общий вид установки для определения описанным способом длины звуковой волны в воздухе изображены на рис. 53. На двух штативах закрепите лампочку карманного фонаря, трубку Кундта с герметически закрывающим ее отверстие отражателем, магнитострикционный излучатель с ферритовым вибратором длиной 140-160 мм и белый экран. Лампочка должна располагаться на расстоянии около 0,5 м от трубки, а ее нить должна быть перпендикулярна к трубке. Белый экран представляет собой фанерное основание, на котором кнопками закреплена полоска бумаги. Экран должен быть расположен так, чтобы можно было изменять в пределах 5-20 см расстояние между ним и трубкой Кундта. Для работы можно изготовить и более удобный прибор, общий вид которого изображен на рис. 54.

Нетрудно видеть (см. рис. 53), что, измерив расстояние а от источника света до слоя жидкости, рас-расстояние Ъ от слоя до экрана и расстояние Хи между 1-м и (&-J- 1)-м изображениями источника, по формуле

можно найти длину волны звука.

Чтобы получить на экране изображения источника, созданные вспучиваниями жидкости в трубке Кундта, нужно подобрать оптимальное расстояние между экраном и трубкой. Свет, отраженный от стенок трубки, при этом, как правило, не мешает ни наблюдениям, ни измерениям. Положение изображений на экране можно отметить остро отточенным карандашом или



иглой. Затем экран можно снять и измерить штангенциркулем расстояние Хц.

Задание 30. Повторите опыт по образованию пылевых фигур Кундта в трубке, пользуясь магнито-стрикционным излучателем, подключенным к ламповому генератору, который питается от источника переменного тока (см. рис. 22). При этом порошок в


Рис. 54. Прибор для наблюдения стоячей ультразвуковой волны с помощью жидкости в трубке Кундта.

трубке перераспределится, как показано на рис. 55. Сравните результат опыта с тем, что получается при


Рис. 55. Пылевые фигуры Кундта при использовании модулированной ультразвуковой волны.

использовании немодулированной ультразвуковой волны Попробуйте объяснить явление. . Задание 31. Сделайте трубку Кундта покороче, длиной всего 5-8 см. Закрыв герметически один



конец трубки отражателем, налейте в нее немного спирта или ацетона и получите, как описано выше, стоячую волну в воздухе, заполняющем трубку. Постепенно повышайте интенсивность ультразвука, настраивая более точно генератор в резонанс с вибратором. Что вы при этом наблюдаете?

СТОЯЧАЯ УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ВОЛКА В ЖИДКОСТИ

Метод получения стоячей волны часто используется для измерения скорости звука в различных жидкостях. Поэтому, несмотря на то, что вы достаточно подробно изучили стоячую ультразвуковую волну в твердых телах и газах, вам будет небесполезно познакомиться и со стоячей волной в жидкостях.

Наблюдать непосредственно глазом стоячую волну в жидкостях можно, если воспользоваться ориентирующим действием ультразвука. В стеклянную трубку внутренним диаметром 3-6 мм, один конец которой предварительно запаян на пламени газовой горелки или сухого горючего, налейте суспензию алюминиевой краски в ацетоне. Трубку запаянным концом поместите в каплю воды, находящуюся на торце вибратора расположенного вертикально магнитострикционного излучателя. Настраивая генератор в резонанс с вибратором так, чтобы получился ультразвук сравнительно небольшой интенсивности, следите за содержимым трубки. Если вы удачно подобрали интенсивность ультразвука (при большой интенсивности наблюдается сильный акустический ветер) и высоту столба жидкости в трубке, у вас образуется стоячая волна, которую можно видеть благодаря периодическим просветлениям вдоль трубки суспензии алюминиевой краски в ацетоне. Опыт требует тщательности и определенного экспериментального искусства. Гораздо чаще вместо того, что нужно, вы будете наблюдать уже знакомое вам просветление всего столба жидкости.

Результат опыта объясняется тем, что алюминиевые чешуйки в пучностях стоячей волны поворачиваются перпендикулярно к оси трубки, а в узлах они ориентированы самым беспорядочным образом. Поэтому узлы и пучности по-разному рассеивают свет



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



0.001