Презентация на тему: Скорость звука

Специализированный учебно-научный центр Уральского Государственного Университета им. А.М.Горького Задача № 13. «Скорость звука» Докладчик: Самунь Виктор

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

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/сСхема эксперимента приведена на рисунке.

Получение синхронных импульсов звука и света Способ № 1 (на транзисторе КТ315): GB1 – гальванический элемент (9В);S1 – выключатель;R1 – резистор;C1 – конденсатор (100Ф 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.

Получение синхронных импульсов звука и света Способ № 2 (разряд высоковольтного конденсатора): T1 – повышающий трансформатор;VD1 – диод (в качестве выпрямителя);R1, R2 – резисторы;S1 – выключатель;PV1 – вольтметр;C1 – высоковольтный конденсатор (880Ф 5кВ) Расчет энергии, запасенной в конденсаторе: VD1 – фотодиод (ФД-320);ZQ1 – пьезоэлемент (ЗП-1)

Вид экспериментальной установки Батарея конденсаторов и емкость с жидкостью Параметры конденсаторов

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

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: 220ДжТипы жидкостей: вода, спирт этиловый, глицерин;Температура: (22 ± 2)оС

Чувствительность датчиков К осциллографу подключен только фотодиод: Вспышка света:

Чувствительность датчиков К осциллографу подключен только пьезоэлемент:

Общий результат: измерение скорости звука в воде Развертка по оси Х: 50с/делt = (50 ± 10) с (1 деление)t=L =(1300 ± 300) м/с Пришел свет Пришел звук

Результаты измерений скорости звука в различных средах

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:

Вывод Предложены и проанализированы способы получения синхронных вспышки света и импульса звука; выбран наиболее подходящий способ;Была измерена скорость звука в различных жидкостях (вода, спирт, глицерин) при температуре (22 ± 2)оС;Предложены пути, позволяющие добиться повышения точности измерений