![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Таблицы 2, 3. Результаты измерений и расчётов
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЁТА:
1. Результаты измерений представьте в виде двух графиков, откладывая по оси абсцисс значения 2. По тангенсу угла наклона к оси абсцисс каждого графика определите, используя формулу 3. Оцените погрешность измерений и сделайте выводы по графикам и ответу.
Вопросы и задания для самоконтроля 1. Что такое волна? 2. Какая волна называется продольной? 3. Какая волна называется поперечной? 4. Что такое волновой фронт и волновая поверхность? 5. Что называется длиной волны, волновым числом? 6. Какая волна является: а) бегущей; б) стоячей; в) плоской; г) сферической? 7. При каких условиях возникают стоячие волны? 8. Запишите уравнение стоячей волны. 9. Запишите волновое уравнение. 10. Чем стоячая волна отличается от бегущей? 11. Что такое пучность и узел стоячей волны? 12. Чему равно расстояние между двумя ближайшими пучностями стоячей волны? 13. Запищите формулы определения координат пучностей и узлов стоячей волны. 14. Объясните механизм образования стоячих волн при отражении бегущей волны от границы раздела двух сред различной плотности. 15. От чего зависит скорость распространения упругой волны в струне? 16. Что такое основная частота струны? 17. Что такое гармоники основной частоты? 18. Запишите соотношение между частотой и волновым числом нормальных мод струны. 19. Какие волны называют диспергирующими? 20. Что такое Фурье-анализ?
ЛИТЕРАТУРА
2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. М.: Высшая школа, 2000, Гл.29, §§29.6 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1.9
ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЛН («Механические колебания и волны», «Механические волны»)
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: · Определение фазовой скорости распространения поперечных волн на натянутом жгуте. · Проверка формулы фазовой скорости распространения волн на поверхности жидкости.
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ:
Процесс распространения колебаний в сплошной среде называется механическим ВОЛНОВЫМ ПРОЦЕССОМ ИЛИ ВОЛНОЙ. Основное свойство всех волн состоит в том, что в волне происходит перенос энергии без переноса вещества. Каждый тип механических волн может быть возбужден в определенном веществе или среде. При распространении волны частицы среды в зависимости от природы волны испытывают смещения различного рода. Если частицы среды испытывают смещения в направлении, перпендикулярном направлению распространения, такая волна называется поперечной. Примером волны такого рода может служить волна в натянутой струне. Если смещения частиц среды происходят в направлении распространения волны, такая волна называется продольной. Волны в упругом стержне или звуковые волны в газе являются примерами продольных волн. Волны на поверхности воды имеют как поперечную, так и продольную компоненты. В каждом типе бегущих волн возмущение распространяется через среду с определенной скоростью, зависящей от типа волны и свойств среды. Скорость поперечных волн в струне зависит от ее погонной массы m (масса единицы длины) и силы натяжения T:
Скорость распространения продольных волн зависит от модуля сжатия В и плотности среды:
В случае твердого стержня модуль сжатия равен модулю Юнга Y, поэтому
Процесс распространения звуковых волн в газе можно считать адиабатическим, поэтому формула для скорости звука в газе имеет вид: где р – давление в газе, g – показатель адиабаты. Гидродинамическая теория волн на поверхности жидкости приводит к следующей формуле для фазовой скорости их распространения:
где g – ускорение свободного падения, l – длина волны. Уравнение плоской бегущей волны имеет вид:
где x (x, t) – смещение частиц среды от положения равновесия; А – амплитуда волны; w – циклическая частота волны (w = 2 p f) k – волновое число (k = 2p/l = v/w); х – координата точки среды; j0 – начальная фаза волны. Гармонические волны в однородных средах распространяются с некоторой постоянной скоростью v, равной
которая называется фазовой скоростью волны. Если фазовая скорость волн в среде зависит от их длины, то это явление называют ДИСПЕРСИЕЙ ВОЛН. Выражение, определяющее w = f (k) называется законом дисперсии или дисперсионным соотношением. Уравнение сферической волны имеет вид:
где r – расстояние от центра волны до рассматриваемой точки среды. ВОЛНОВОЕ УРАВНЕНИЕ – дифференциальное уравнение в частных производных, которое описывает процесс распространения волн в однородной изотропной среде:
МЕТОДИКА И ПОРЯДОК ИЗМЕРЕНИЙ:
|