Задача № 13. «Скорость звука» Докладчик: Самунь Виктор

Август 27, 2022

Главная
Физика
Задача № 13. «Скорость звука» Докладчик: Самунь Виктор

Содержание

2. Формулировка задачи С помощью света измерьте скорость распространения звука в жидкостях.
3. Измерение скорости звука на Женевском озере Впервые скорость звука была измерена на Женевском озере в 1827г.
4. Получение синхронных импульсов звука и света Способ № 1 (на транзисторе КТ315): GB1 – гальванический элемент
5. Получение синхронных импульсов звука и света Способ № 2 (разряд высоковольтного конденсатора): Схема генератора импульсов: Схема
6. Вид экспериментальной установки Батарея конденсаторов и емкость с жидкостью Параметры конденсаторов
7. Вид частей экспериментальной установки Емкость и пьезоэлемент Фотодиод Установка фотодиода Осциллограф Болт
8. Параметры установки Диаметр емкости: (0,350±0,005)м; Расстояние от звукоизлучателя (болта) до звукоприемника (пьезоэлемента): (0,065 ± 0,005)м; Емкость
9. Чувствительность датчиков К осциллографу подключен только фотодиод: Вспышка света:
10. Чувствительность датчиков К осциллографу подключен только пьезоэлемент:
11. Общий результат: измерение скорости звука в воде Развертка по оси Х: 50 μс/дел t = (50
12. Результаты измерений скорости звука в различных средах
13. Пути, позволяющие добиться повышения точности измерений Увеличение расстояния от звукоизлучателя до звукоприемника; Уменьшение емкости конденсатора, чтобы
15. Скачать презентацию

Слайд 2

Формулировка задачи
С помощью света измерьте скорость распространения звука в жидкостях.

Слайд 3

Измерение скорости звука на Женевском озере
Впервые скорость звука была измерена на

Женевском озере в 1827г. Ж. Колладоном и Я. Штурмом. Они получили значение 1435м/с
Схема эксперимента приведена на рисунке.

Слайд 4

Получение синхронных импульсов звука и света
Способ № 1 (на транзисторе

КТ315):

GB1 – гальванический элемент (9В);
S1 – выключатель;
R1 – резистор;
C1 – конденсатор (100μФ × 16В);
VT1 – транзистор КТ315, работающий в лавинном режиме;
VD1 – светодиод (красный сверхяркий типа L7113 SRD-E);
ZQ1 – пьезоэлемент (пьезоизлучатель типа ЗП-1)

Расчет энергии, запасенной в конденсаторе:

Напряжение разряда конденсатора в данной схеме ограничено 1,7В, т.к. светодиод работает в качестве стабилитрона с напряжением стабилизации около 1,7В.
Видно, что энергия очень мала, поэтому мы не получили мощный импульс звука и света.
Мощный импульс звука необходим, чтобы его можно было зафиксировать датчиком звука.

Слайд 5

Получение синхронных импульсов звука и света
Способ № 2 (разряд высоковольтного конденсатора):
Схема

генератора импульсов:

Схема приемника импульсов:

T1 – повышающий трансформатор;
VD1 – диод (в качестве выпрямителя);
R1, R2 – резисторы;
S1 – выключатель;
PV1 – вольтметр;
C1 – высоковольтный конденсатор (880μФ × 5кВ)

VD1 – фотодиод (ФД-320);
ZQ1 – пьезоэлемент (ЗП-1)

Расчет энергии, запасенной в конденсаторе:

Слайд 6

Вид экспериментальной установки
Батарея конденсаторов и емкость с жидкостью
Параметры конденсаторов

Слайд 7

Вид частей экспериментальной установки
Емкость и пьезоэлемент
Фотодиод
Установка фотодиода
Осциллограф
Болт

Слайд 8

Параметры установки
Диаметр емкости: (0,350±0,005)м;
Расстояние от звукоизлучателя (болта) до звукоприемника (пьезоэлемента): (0,065

± 0,005)м;
Емкость батареи конденсаторов: (880 ± 10)мкФ;
Напряжение на конденсаторах: (500 ± 10)В;
Энергия в конденсаторах: 220Дж
Типы жидкостей: вода, спирт этиловый, глицерин;
Температура: (22 ± 2)оС

Слайд 9

Чувствительность датчиков
К осциллографу подключен только фотодиод:
Вспышка света:

Слайд 10

Чувствительность датчиков
К осциллографу подключен только пьезоэлемент:

Слайд 11

Общий результат: измерение скорости звука в воде
Развертка по оси Х: 50

μс/дел
t = (50 ± 10) μс (1 деление)
υt=L ⇒ υ=(1300 ± 300) м/с

Пришел свет

Пришел звук

Слайд 12

Результаты измерений скорости звука в различных средах

Слайд 13

Пути, позволяющие добиться повышения точности измерений
Увеличение расстояния от звукоизлучателя до звукоприемника;
Уменьшение

емкости конденсатора, чтобы время разрядки было существенно меньше времени прохождения звука;
Уменьшение омического сопротивления подводящих проводов;
Использование счетчика импульсов вместо осциллографа:

Задача № 13. «Скорость звука» Докладчик: Самунь Виктор

Содержание

Формулировка задачиС помощью света измерьте скорость распространения звука в жидкостях.

Измерение скорости звука на Женевском озереВпервые скорость звука была измерена на

Получение синхронных импульсов звука и света Способ № 1 (на транзисторе

Получение синхронных импульсов звука и светаСпособ № 2 (разряд высоковольтного конденсатора):Схема

Вид экспериментальной установкиБатарея конденсаторов и емкость с жидкостьюПараметры конденсаторов

Вид частей экспериментальной установкиЕмкость и пьезоэлементФотодиодУстановка фотодиодаОсциллографБолт

Параметры установкиДиаметр емкости: (0,350±0,005)м;Расстояние от звукоизлучателя (болта) до звукоприемника (пьезоэлемента): (0,065

Чувствительность датчиковК осциллографу подключен только фотодиод:Вспышка света:

Чувствительность датчиковК осциллографу подключен только пьезоэлемент:

Общий результат: измерение скорости звука в водеРазвертка по оси Х: 50