(2)
является уравнением эллипса. Ориентация эллипса относительно координатных осей x и y зависит от разности фаз a.
Если частоты взаимно перпендикулярных колебаний неодинаковы, то траектории результирующего движения имеют вид довольно сложных кривых.
Если отношение частот fx/fy выражается рациональной дробью, то результирующее движение имеет форму кривой, называемой фигурой Лиссажу. В качестве примера для нескольких значений fx/fy и разности фаз a фигуры Лиссажу приведены в таблице.
Чем ближе к единице рациональная дробь, выражающая отношение частот колебаний, тем сложнее фигура Лиссажу . Если отношение fx/fy частот не выражается рациональной дробью, то траектория результирующего движения представляет собой незамкнутую кривую, постепенно заполняющую всю площадь прямоугольника со сторонами 2a ´2b.
Порядок выполнения работы
1. Изучите устройство осциллографа и генератора (см.[1]).
2. Колебания со звукового генератора подать на Y вход осциллографа. Получите на экране осциллографа вертикальную линию. Пользуясь ручкой генератора “ Рег. выхода ”, получить линию различной длины. Установите на экране линию максимальной длины, но удобную для измерений в делениях координатной сетки, и измерьте эту длину.
Пользуясь ручкой генератора “ Пределы шкал - ослабление ”, переключить на другой диапазон и измерить длину линии в делениях координатной сетки. Вычислить затухание сигнала дБ, по формуле
L1,2=101g(I1/I2)=201g(a1/a2), (3)
где I1 и I2 - интенсивности сигналов,a1 и а2 - их амплитуды.
Сравнить полученный результат с затуханием, определяемым по показаниям генератора “Ослабление дБ”.
3. Включить развёртку осциллографа и получить “ устойчивую ” картину синусоиды на экране осциллографа. Переключая ручку осциллографа “ Развёртка ”, получить на экране 2 или 3 периода синусоиды.
|
|
4. Определить частоту колебаний неизвестного генератора по фигурам Лиссажу. Для этого отключить развёртку сигнала. Генератор неизвестной частоты подключить на Х - вход. Изменяя частоту сигнала от стандартного генератора, соединённого с Y - входом, получить на экране фигуры Лиссажу ( см. таблицу ). Если к фигуре Лиссажу (симметричной относительно оси X и Y) подвести координатные прямыеX и Y до касания с фигурой и посчитать число касаний nx и ny , точастоты колебаний будут связаны следующим отношением:
fx/fy=ny/nx.
5. Подобрать с помощью ручек генератора Г3 и Гx одинаковые амплитуды колебаний. Включить оба генератора на вход Y осциллографа. Меняя частоту сигнала Г3, наблюдать биения на экране осциллографа. По осциллограмме биений определить частоту неизвестного генератора Гx . Сравнить результат с полученным в п.4. Определить несколько раз частоту fx по различным фигурам Лиссажу. Зарисовать фигуры Лиссажу, по которым определялась частота. Вычислить среднее значение частоты генератора и оценить ошибку измерений.
Контрольные вопросы
1. Из каких основных блоков состоит осциллограф? Каково их назначение?
2. Как устроена электронно-лучевая трубка? Каким образом формируется в ней электронный луч?
3. От чего зависит смещение электронного луча на экране осциллографа?
4. Что получается в результате сложения двух колебаний одинакового направления и при сложении двух взаимно перпендикулярных колебаний? Как исследовать эти явления с помощью осциллографа?
5. Какие вы знаете способы определения частоты колебаний?
Рекомендательный библиографический список
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
