физике звуком (звуковыми волнам, упругими волнами, механическими волнами, акустическими волнами) называется распространяющееся в виде волн колебательное механическое возмущение частиц упругой среды: газообразной, жидкой или твердой.
Если излучающая поверхность источника звука совершает гармонические колебания, то в упругой среде (в частности, в воздухе) распространяется бегущая звуковая волна. Форма волны зависит существенно от геометрических размеров источника. Если источник меньше или сравним с длиной волны, то на расстоянии много меньше длины волны возникает форма волны близка к сферической. Уравнение сферической волны имеет вид:
где: 
- амплитуда волны; r-
текущее расстояние до наблюдателя от источника; 
=π/f-
круговая частота; f- линейная частота; к=2π/λ- волновое число; длина
волны- λ=С/f; С-скорость звука в данной среде;φ=(ωt- kr) -
полная фаза волны.
Из данного уравнения не трудно получить, что по измеренному значению разности фаз в двух точках пространства можно определить скорость звука в среде, если известно расстояние между точками и частота звуковых колебаний:
1.2 Измерение разности фаз методом фигур Лиссажу.
Если на входы X и Y осциллографа поступают два синусоидальных сигнала одинаковой частоты, но сдвинуты по фазе:
то
на экране наблюдается эллипс. При заданной амплитуде сигналов параметры эллипса
зависят от разности фаз 
. Наиболее точно
разность фаз можно зафиксировать в тех случаях, когда эллипс вырождается в
прямую.
1.3 Оборудование
Лабораторная установка для измерения скорости звука методом бегущей волны, генератор сигналов звуковой частоты (GFG 8255), осциллограф (Tektronix TDS 1012).
2.1 Описание установки.
Источник звука 3 подключен к генератору звуковой частоты 1. Рабочая частота генератора контролируется частотомером 2. Звуковая волна, излучаемая источником, принимается приемником звука 4, подключенным к осциллографу 6. Устройство перемещения 5 позволяет изменять расстояние между источником и приемником звука и измерять это расстояния с точностью не хуже 0,1 мм.
2.2 Описание приемника и излучателя.
Источник и приемник звуковой волны одинаковы по конструкции и параметрам. Они представляют собой цилиндрические пластинки из сегнетоэлектрического материала с укрепленным на излучающей (приемной) поверхности небольшим диффузором.
На торцевые поверхности пластинок нанесены серебряные электроды 3. Если к электродам подведено переменное напряжение, то в сегнетоэдектрике 1 возникают упругие механические колебания с частотой подведенного напряжения и с амплитудой, пропорциональной амплитуде напряжения. Эти механические колебания передаются на диффузор 2 и создают в окружающем пространстве звуковые волны. И наоборот, если подобная пластина испытывает механические воздействия (в частности, воздействия волны звукового давления), то на ее обкладках возникает электрическое напряжение той же частоты и с амплитудой, пропорциональной амплитуде звуковой волны.
Сегнетоэлектрические излучатели (приемники) обладают высокой чувствительностью в рабочей полосе частот, расположенной вблизи частоты механического резонанса пластины. В нашем случае это 40 кГц.
2. Результаты и их анализ
Задание 1
Цель: установить соответствие между положением приемника и амплитудой колебания сигнала.
Методика измерения: перемещая приемник (в пределах
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
