Исследование зависимости сдвига частоты звука от скорости приемника относительно источника (акустический эффект Доплера), страница 2

3. перевести на вкладку «Таймер» и дальнейшие измерения скорости кара вести в этом положении;

4. установите световой барьер так, чтобы измерение скорости кара происходило при его равномерном движении (» середина трека), пластинка длиной 10 см должна пересекать оптическую ось светового барьера;

5. установить кар на трек в крайнее левое положение (или крайнее правое);

6. переключатель скорости движения кара установите на min;

7. нажимаем на выбранной закладке «Таймер» - «Далее»;

8. включаем кар и фиксируем значение скорости прохождения пластинки, отображённое на компьютере, как показано на рисунке;

9. измените направление движения кара и повторите измерения скорости в двух направлениях ещё 2 раза;

10. результаты скорости движения кара заносим в таблицу №1:

Таблица 1.

№ опыта

Скорость

u_ср., м/с

При движении вправо, м/с

При движении влево, м/с

11. на компьютере нажимаем «Остановить» и программа выводит график изменения скорости.

II. Определение частоты колебаний приёмника:

1. включите генератор звукового сигнала (для получения стабильного сигнала генератор должен «прогреться» в течение не менее 10 минут) и проверьте правильность установленных параметров звукового генератора:

1. множитель частоты – в положении 10⁴;

2. частота сигнала;

3. переключатель формы импульса – в положении «~»;

4. регулировка амплитуды выходного сигнала – в положении близко к min.

2. включите микрофон, нажав на нём кнопку 3 «ON» ОДИН РАЗ (при этом красная лампочка должна периодически мигать):

1 – переключатель формы сигнала (прямоугольный импульс);

2 – регулировка амплитуды входного сигнала – в положении близко к min;

3 – кнопка включения-выключения микрофона.

3. нажмите на иконку «новое задание» и установите параметры для измерения частоты на вкладке «Счётчик» в соответствии с рисунком 3.

4. на звуковом генераторе с помощью ручки 1 и 2 пункта II.1 установите частоту колебаний в интервале от 16000 Гц до 20000 Гц;

5. поместите кар вблизи микрофона;

6. нажмите «Далее» и зафиксируйте 5 – 6 значений частоты покоя источника звукового сигнала n_o (ВАЖНО: при измерении необходимо исключить посторонний шум!!!);

7. назначьте новое задание, на вкладке «Счётчик» исходные параметры должны быть аналогичны пункту II.3. Нажмите «Далее»;

8. поместите кар в начало трека и включите его, чтобы он двигался к микрофону;

9. когда скорость кара станет примерно постоянной, измерьте частоту звуковой волны, нажав мышкой «Начать»;

10. остановите кар, поставив переключатель направления движения в среднее положение;

11. изменив направления движения кара, повторите пункт II.6 при его движении от микрофона;

12. проведите ещё 3 – 4 измерения частоты колебаний.

13. результаты экспериментальных значений частоты заносим в таблицу №2;

Таблица 2.

Величина № опыта	u_ср., м/с	Движение кара к приёмнику.			Движение кара от приёмника.
		n_{эксп .}, Гц	n_{эксп ср.}, Гц	n_расч., Гц	n_{эксп .}, Гц	n_{эксп ср.}, Гц	n_расч., Гц
1	u_ср.1
2
3
4	u_ср.2
5
6
7	u_ср.3
8
9

14. Повторите пункты с I.1 по II.12 ещё с двумя значениями скорости кара, поставив переключатель в среднее и максимальное положение.

15. После завершения, не забудьте выключить генератор звукового сигнала и компьютер.

Обработка результатов измерений проводится следующим образом:

1) рассчитать среднее значение частоты звукового сигнала полученного экспериментально;

2) вычислить расчётную частоту звукового сигнала воспринимаемую приёмником по формуле:

соответственно при сближении и удалении источника с приемником, принимая скорость распространения звуковой волны в воздухе 330 м/с;

3) найти ошибку измерений Dn;

4) построить график зависимости n = f(u) с указанием на графике частоты покоя n_о;

5) результат измерений представить в виде: .

Контрольные вопросы

5. Что такое звук?

6. В чём заключается сущность эффекта Доплера?

7. Приведите примеры применения эффекта Доплера.

8. От каких параметров зависит частота звука воспринимаемая приёмником?

1 2

Скачать файл