Wstęp teoretyczny. Więcej na: dział laboratoria

Podobne dokumenty
Fala jest zaburzeniem, rozchodzącym się w ośrodku, przy czym żadna część ośrodka nie wykonuje zbyt dużego ruchu

Wykład FIZYKA I. 11. Fale mechaniczne. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Podstawy fizyki wykład 7

Rodzaje fal. 1. Fale mechaniczne. 2. Fale elektromagnetyczne. 3. Fale materii. dyfrakcja elektronów

Wykład 9: Fale cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

4.3 Wyznaczanie prędkości dźwięku w powietrzu metodą fali biegnącej(f2)

Ruch falowy. Parametry: Długość Częstotliwość Prędkość. Częstotliwość i częstość kołowa MICHAŁ MARZANTOWICZ

Ψ(x, t) punkt zamocowania liny zmienna t, rozkład zaburzeń w czasie. x (lub t)

Aby nie uszkodzić głowicy dźwiękowej, nie wolno stosować amplitudy większej niż 2000 mv.

9. Optyka Interferencja w cienkich warstwach. λ λ

ZADANIE 111 DOŚWIADCZENIE YOUNGA Z UŻYCIEM MIKROFAL

Fale akustyczne. Jako lokalne zaburzenie gęstości lub ciśnienia w ośrodkach posiadających gęstość i sprężystość. ciśnienie atmosferyczne

Wykład 17: Optyka falowa cz.1.

Krzysztof Łapsa Wyznaczenie prędkości fal ultradźwiękowych metodami interferencyjnymi

WYDZIAŁ EKOLOGII LABORATORIUM FIZYCZNE

Badanie widma fali akustycznej

Przedmiot: Fizyka. Światło jako fala. 2016/17, sem. letni 1

Prędkośd rozchodzenia się sprężystych fal podłużnych w ciałach stałych, cieczach i

Fizyka 12. Janusz Andrzejewski

Podstawy fizyki sezon 1 VIII. Ruch falowy

BADANIE PODŁUŻNYCH FAL DŹWIĘKOWYCH W PRĘTACH

Oscylator wprowadza lokalne odkształcenie s ośrodka propagujące się zgodnie z równaniem. S 0 amplituda odkształcenia. f [Hz] - częstotliwość.

1.5. ZWIĄZKI KONSTYTUTYWNE STRONA FIZYCZNA

Wykład 3: Jak wygląda dźwięk? Katarzyna Weron. Matematyka Stosowana

Oscylator wprowadza lokalne odkształcenie s ośrodka propagujące się zgodnie z równaniem. S 0 amplituda odkształcenia. f [Hz] -częstotliwość.

Fala oscylacje w przestrzeni i w czasie. Zaburzenie, które rozchodzi się w ośrodku.

Podstawy Akustyki. Drgania normalne a fale stojące Składanie fal harmonicznych: Fale akustyczne w powietrzu Efekt Dopplera

13. Optyka Interferencja w cienkich warstwach. λ λ

2.6.3 Interferencja fal.

Wykład 9: Fale cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

Zjawisko interferencji fal

Wykład FIZYKA II. 8. Optyka falowa

Prowadzący: Kamil Fedus pokój nr 569 lub 2.20 COK konsultacje: środy

Fal podłużna. Polaryzacja fali podłużnej

Światło jako fala Fala elektromagnetyczna widmo promieniowania Czułość oka ludzkiego w zakresie widzialnym


Laboratorium TECHNIKI LASEROWEJ. Ćwiczenie 1. Modulator akustooptyczny

Wykład I Krzysztof Golec-Biernat Optyka 1 / 16

falowego widoczne w zmianach amplitudy i natęŝenia fal) w którym zachodzi

LABORATORIUM POMIARY W AKUSTYCE. ĆWICZENIE NR 4 Pomiar współczynników pochłaniania i odbicia dźwięku oraz impedancji akustycznej metodą fali stojącej

Równania Maxwella. roth t

Teoria sprężystości F Z - F Z

Ćwiczenie 12 (44) Wyznaczanie długości fali świetlnej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej

WŁASNOŚCI FAL (c.d.)

Wydział EAIiE Kierunek: Elektrotechnika. Wykład 12: Fale. Przedmiot: Fizyka. RUCH FALOWY -cd. Wykład /2009, zima 1

Podstawy Akustyki. Drgania normalne a fale stojące Składanie fal harmonicznych: Fale akustyczne w powietrzu Efekt Dopplera.

Wyznaczanie prędkości rozchodzenia się dźwięku w powietrzu i w ciele stałym

Ruch drgający. Ruch harmoniczny prosty, tłumiony i wymuszony

BADANIE INTERFERENCJI MIKROFAL PRZY UŻYCIU INTERFEROMETRU MICHELSONA

OPTYKA FALOWA. W zjawiskach takich jak interferencja, dyfrakcja i polaryzacja światło wykazuje naturę

Prawa optyki geometrycznej

Widmo fal elektromagnetycznych

Rozważania rozpoczniemy od fal elektromagnetycznych w próżni. Dla próżni równania Maxwella w tzw. postaci różniczkowej są następujące:

2. Rodzaje fal. Fale te mogą rozchodzić się tylko w jakimś ośrodku materialnym i podlegają prawom Newtona.

Dyfrakcja. interferencja światła. dr inż. Romuald Kędzierski

Ć W I C Z E N I E N R M-7

BADANIE INTERFEROMETRU YOUNGA

Zjawisko interferencji fal

Fale mechaniczne i akustyka

POMIAR PRĘDKOŚCI DŹWIĘKU METODĄ REZONANSU I METODĄ SKŁADANIA DRGAŃ WZAJEMNIE PROSTOPADŁYCH

LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE

WYZNACZANIE PRĘDKOŚCI DŹWIĘKU METODĄ QUINCKEGO I KUNDTA

Badanie zjawisk optycznych przy użyciu zestawu Laser Kit

Drania i fale. Przykład drgań. Drgająca linijka, ciało zawieszone na sprężynie, wahadło matematyczne.

Wykład 2: Od drgań do fali Katarzyna Weron. WPPT, Matematyka Stosowana

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE

FALE W OŚRODKACH SPRĘZYSTYCH

Wykład 16: Optyka falowa

18 K A T E D R A F I ZYKI STOSOWAN E J

GEOFIZYKA STOSOWANA wykład 2. Podstawy sejsmiki

OPTYKA FALOWA I (FTP2009L) Ćwiczenie 2. Dyfrakcja światła na szczelinach.

LABORATORIUM ELEKTROAKUSTYKI. ĆWICZENIE NR 1 Drgania układów mechanicznych

Metody Optyczne w Technice. Wykład 5 Interferometria laserowa

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 18, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

- Strumień mocy, który wpływa do obszaru ograniczonego powierzchnią A ( z minusem wpływa z plusem wypływa)

Wykład 16: Optyka falowa

Fala oscylacje w przestrzeni i w czasie. Zaburzenie, które rozchodzi się w ośrodku.

Polaryzatory/analizatory

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI

Ruch falowy. Fala zaburzenie wywoane w jednym punkcie ośrodka, które rozchodzi się w każdym dopuszczalnym kierunku.

Wykład 9: Fale cz. 2. dr inż. Zbigniew Szklarski

Równania Maxwella. Wstęp E B H J D

Ćwiczenie 25. Interferencja fal akustycznych

Zjawisko interferencji fal

Ć W I C Z E N I E N R O-7

Fale cz. 1. dr inż. Ireneusz Owczarek CMF PŁ 2012/13

WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJNEJ

Laboratorium techniki laserowej. Ćwiczenie 1. Modulator akustooptyczny

7. Drgania i fale. Drgania

obszary o większej wartości zaburzenia mają ciemny odcień, a

Wykład 9: Fale cz. 2. dr inż. Zbigniew Szklarski

5.1. Powstawanie i rozchodzenie się fal mechanicznych.

Efekt Comptona. Efektem Comptona nazywamy zmianę długości fali elektromagnetycznej w wyniku rozpraszania jej na swobodnych elektronach

Fale dźwiękowe. Jak człowiek ocenia natężenie bodźców słuchowych? dr inż. Romuald Kędzierski

Optyka. Wykład V Krzysztof Golec-Biernat. Fale elektromagnetyczne. Uniwersytet Rzeszowski, 8 listopada 2017

WYZNACZENIE GĘSTOŚCI MATERIAŁU STRUNY

Projekt Inżynier mechanik zawód z przyszłością współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Fizyka elektryczność i magnetyzm

Transkrypt:

Więcej na: www.treolo.prv.pl, www.treolo.eu dział laboratoria Wstęp teoretyczny Sprężystość, własność polegająca na powrocie odkształconego ciała do jego pierwotnej fory po zniknięciu sił wywołujących odkształcenie. Rozróżnia się: sprężystość kształtu, właściwą tylko ciało stały (wykazuje ją każde z nich przy odkształceniach ieszczących się w tzw. granicy sprężystości, po jej przekroczeniu występują odkształcenia plastyczne) i sprężystość objętościową, właściwą wszystki ciało. Sprężystości towarzyszy zjawisko histerezy (sprężystej). Fala, przenoszące energię zaburzenie pola fizycznego rozchodzące się ze skończoną prędkością. Jeśli kierunek zaburzenia jest prostopadły do kierunku rozchodzenia się fali, to fala jest falą poprzeczną (np. fale elektroagnetyczne), jeśli oba kierunki są zgodne, to fala jest falą podłużną (np. fale ciśnienia akustycznego w powietrzu). Fala opisywana jest funkcją położenia i czasu u(r,t), spełniającą w ośrodku jednorodny równanie falowe: gdzie: - laplasjan, v - stała (prędkość fazowa). Szczególnyi przypadkai fal są fale onochroatyczne o różnej syetrii: - fala płaska, wtedy u u cos(t-kr+), gdzie: u - aplituda fali, / - częstość kołowa fali, - okres, k ( /)x - wektor falowy, - długość fali, x - wersor kierunku rozchodzenia się fali, - faza początkowa fali - fala kulista (o syetrii sferycznej, rozbiegająca się izotropowo), wtedy: u(r -1 )f(r-vt), gdzie f jest dowolną funkcją różniczkowalną z drugii pochodnyi (oże to być fala sin lub cos, ale nie tylko), v to prędkość fazowa fali - fala cylindryczna (o syetrii cylindrycznej), równanie falowe przekształca się wtedy w równanie Bessela, ziana aplitudy z proienie dana jest przez funkcję Bessela rzędu zerowego. W jednorodny ośrodku fale rozprzestrzeniają się zgodnie z prawai optyki geoetrycznej, w obecności przeszkód pojawiają się odstępstwa od tych praw (dyfrakcja). Fale nakładające się na siebie ogą podlegać interferencji, dudnieniu lub odulacji. Prędkość dźwięku, prędkość rozchodzenia się fal dźwiękowych w dany ośrodku. Ma duże znaczenie w lotnictwie ze względu na istnienie bariery dźwięku.

W związku ze spadkie teperatury i ciśnienia atosferycznego prędkość dźwięku aleje ze wzroste wysokości lotu (o 1 k/h co 696 wysokości) i wynosi przy ziei 14 k/h, a 166 k/h na wysokości 11, powyżej której już nie aleje. Interferencja fal, zjawisko wzajenego nakładania się fal (elektroagnetycznych, echanicznych, de Broglie itd.). Zgodnie z tzw. zasadą superpozycji fal, aplituda fali wypadkowej w każdy punkcie dana jest wzore: gdzie: A1, A - aplitudy fal cząstkowych, - różnica faz obu fal. Maksyalnie A A1+A dla k (fazy zgodne), inialnie AA1-A dla (k+1) (fazy przeciwne). Warunkie zaistnienia stałego w czasie rozkładu przestrzennego aplitudy interferujących fal jest ich spójność (koherentność). Dla fal echanicznych i radiowych warunek spójności jest łatwy do uzyskania, natoiast dla światła zazwyczaj wyaga zastosowania układów rozdzielania i koliowania wiązek (onochroatory) lub stosowania laserów. Wypadkowa fala, powstała z interferencji spójnych fal padających jest falą stojącą, np. dla światła obserwuje się kolejno następujące po sobie jasne i ciene linie, krzywe, lub okręgi, w zależności od geoetrii interferujących fal (tzw. prążki interferencyjne). Ciene obszary występują w iejscach, gdzie różnica dróg optycznych wynosi (k+1)/, gdzie: k - dowolna liczba całkowita zwana rzęde interferencji, - długość fali. Jasne obszary wystąpią dla (k)/k. Younga oduł, podłużny oduł sprężystości, współczynnik sprężystości wzdłużnej, E, wielkość charakteryzująca sprężystość danego ciała. Obliczenia. Rura KUNDA Wzór na prędkość rozchodzenia się dźwięku w pręcie : NL c l c p Prędkość rozchodzenia się dźwięku w powietrzu z tablic fizycznych c p 343 s c 5466, 565 s

c 11, 343,64 Prędkość rozchodzenia się dźwięku w aluiniu z wartości tablicowych c 51 s Znając gęstość aluiniu ożna wyliczyć asę pręta Moduł Younga obliczay ze wzoru σ πr L σπr 73,14,9 1,, 687 L [ kg] E E c πr L 5366,5,687 3,14,9 1, E 81 1 Wartość tablicowa odułu Younga dla aluiniu E 8 751 8 [ Pa] [ Pa] NLc c l p l

c 11, 345,3,1 c ± 65, 1 s δ c c c 1% δ c 65,1 5366,5 1% δ c 1,% c E πr c L E ±13,9 1 E δ E E 8 1% [ Pa] δ E 13,9 81 1% δ c 1,6% Rura QUINCKIEGO Częstotliwość generatora ożey wyznaczyć ze wzoru ν λ λ l l II rezonans I rezonans Ustawienie generatora A1

,195 93 73 36,481,35 313, 41 Hz Ustawienie generatora A,1433 93 73 31,631,35 393, 57 ν λ λ,1466 93,1 73 6,57 1,35,1 ±, 34 δ 1% δ,34 343,1 1% δ,1% Ustawienie generatora B1

,1695 93 73 1955,16 1,35 3, 59 Ustawienie generatora B,1894 93 73 1749,731,35 181, 97 ν λ λ,1667 93,1 73 1988, 1,35,1 ±, 5 δ 1% δ,5 166,7 1% δ,95% Zestawienie wyników Rura KUNDA

Masa pręta 73,14,9 1,, 687 [ kg] Moduł Younga E Błąd 8 81 1 c ± 65, 1 s [ Pa] δ c 1,% Rura QUINCKIEGO Ustawienie A1 313, 41 Hz Ustawienie A 393, 57 Hz ±, 34 δ,1% Ustawienie B1 3, 59 Hz Ustawienie B 181, 97 Hz ±, 5 δ,95%

Podsuowanie Dokładność poiarów obarczona jest ludzki błęde oraz nie dokładnością urządzeń poiarowych. Wyagane wartości nigdy nie będą wyznaczone dokładnie zawsze będą zawierać błędy. Więcej na: www.treolo.prv.pl, www.treolo.pl dział laboratoria -6 6 by reolo Robert Gabor poyśl zani skopiujesz