Tallinna Tehnikaülikool Füüsikainstituut Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kaitstud: Töö nr: 14 TO: Töö eesmärk: Seisulainete tekitamine Töövahendid: Statiivile kinnitatud keel koos keelel ja nende uurimine. konksuga vihtide jaoks, vihtide komplekt, heligeneraator, magnet, kruvik, mõõtelint. Skeem
kus n on lainepikkus ja n=1,2,3... Arvestades seost laine levimiskiiruse v, sageduse f ja lainepikkuse vahel v=f, võib valemi (1) anda kujul: n fn = v 2l . (2) Võrrand (2) määrab keele omasagedused. Kõige madalam sagedus on juhul, kui n=1 ja seda nimetatakse põhisageduseks. Ülejäänud sagedused on selle täisarvkordsed. Neid nimetatakse ülemtoonideks ehk harmoonilisteks. Joonisel on näidatud keele kuju erinevate sageduste, s.o erinevate n väärtuste korral. n =1 n =2 n =3 Ristlainete levimiskiirus keeles on määratud seosega F v=
Teoreetilised alused: Kahest otsast kinnitatud ja pingutatud keel võib võnkuda nii, et temal tekivad seisulained. Keele otstel on seejuures alati sõlmed ja keele pikkusele l mahub täisarv poollaineid kus n on lainepikkus ja n = 1, 2, 5, ... Arvestades seost laine levimiskiiruse v, sageduse f ja lainepikkuse vahel v = f, võib valemi anda kujul määrab keele omasagedused. Kõige madalam sagedus on juhul, kui n = 1 ja seda nimetatakse põhisageduseks. ülejäänud sagedused on selle täisarvkordsed. Neid nimetatakse ülemtoonideks eht harmoonilisteksristlainets levimiskiirus keeles on määratud seosega v = kus F on keelt pingutav jõud, - keele materjali tihedus S - keele ristlõike pindala. Seega võtab valem keele omasageduate jaoks kujus Antud töös tekitatakse keele võnkumised resonantsmeetodil. Selleks on uuritav keel asetatud nihutatava püsimagneti pooluste vahele ja tema otstele antakse heligeneraatorist G
keele võnkumine põhisagedusel amplituudiga 1...2 cm. Kui võnkumiste amplituud on liiga väike, suurendage generaatori väljundpinget. Mõõtke keele võnkeamplituud vähemalt kümnes kohas ja joonistege seisulaine graafik 5. Nihutage magnet 1/4 ja 1/6 keele pikkusele ja tekitage püsivad võnkumised n=2 ja n=3 korral. Mõõtke võnkeamplituudid ja joonistage lainete graafikud. 6. Mõõtke 4...5 erineva koormisega m keele põhisagedustele (n=1) vastavad generaatori sagedused fgen. Tulemused kandke tabelisse. 7. Arvutage valemiga keele omavõnkesagedused fn ja võrrelge saadud tulemusi heligeneraatori limbilt saadutega. Selgitage erinevuste põhjusi. 8. Kasutades valemit arvutage keele erinevatele pingetele vastavad lainete levimiskiirused ja nende vead. 9. Joonestage graafik laine levimiskiiruse v sõltuvuse kohta keelt pingutavast jõust F. Tabel 1 Seisulainete uurimine keelel l=...........±............. d=...........±
1. Lülitage sisse heligeneraatior. 2. Mõõtke keele pikkus l ja läbimõõt d. 3. Pingutage keel. 4. Pange magnet keele keskele ja muutke sagedust kuni amplituud on 1...2 cm. Mõõtke amplituud kümnes kohas ja joonistage seisuline graafik. 5. Nihutage magnet 1/4 ja 1/6 keele pikkusele ja tekitage püsivad võnkumised. Mõõtke amplituud ja joonistage graafik. 6. Mõõtke 4...5 erineva koormisega m keele põhisagedustele (n=1) vastavad generaatori sagedused. Tulemused kandke tabelisse. 7. Arvutada keele omavõnkesagedused ja võrrelda neid limbilt saadutega. 8. Arvutada lainete levimiskiirused ja nende vead. 9. Joonestada graafik. Seisulainete uurimine keelel l = .......... ± ............ d = ............ ± ............ = ........... ± ............ Katse nr. m, g fgen, Hz f, Hz v, m/s v, m/s 1. 2. 3. 4.
Tallina Tehnikaülikool Füüsikainstituut Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kaitstud: Töö nr. 17 TO: Keele võnkumised Töö eesmärk: Töövahendid: Seisulainete tekitamine Statiivile kinnitatud keel koos keelel ja nende uurimine alusega, vihtide komplekt, heligeneraator, magnet, kruvik, joonlaud, millimeeterpaber Skeem: 3.Katseandmete tabelid Seisulainete uurimine keelel l = .....± ...... cm, d = ...... ± ....... mm, = ...... ± ....... Katse nr. m, g Fgen, Hz Fn, Hz , m/s Uc(v), m/s 4. Arvutused l = 0,9 m d = 0,00045 m g = 9,8 m/s2 = 7,8*103 kg/m3 m1 = 1,5 kg m2 = 3 kg m3 = 4 kg m4 = 5 kg m5 = 7 kg Omavõnkesageduste arvutamine: 1)n = 1 2)n = 2 3)n = 3 4)n = 4 Lainete levimi
v 2 107.4 2.7 , usutavusega 0.95 2.50 % s2 m v 3 120.7 3.0 , usutavusega 0.95 2.50 % s2 m v 4 126.3 3.2 , usutavusega 0.95 2.50 % s2 Järeldus: Erinevatel meetoditel saadud sagedused on küllaltki lähedased. Osade mõõtmistulemuste kardinaalse erinevuse põhjuseks on ilmselt mõõtmisvead või ülemtoonide saamine. Käesoleva meetodi abil on siiski võimalik küllaltki lähedaselt määrata keele omavõnkesagedust. Spikker 1. Seisulaine võnkeseisund, mis tekib kahe vastassuunalise, võrdse amplituudiga kulg- laine interferentsi korral. 2 y 2. x 2 A cos sin t 3
VIII ELEKTROMAGNETVÕNKUMISED. ELEKTROMAGNETLAINED. 1. Elektromagnetvõnkumised a) Mõiste: emv-ks nimetatakse laengu, voolutugevuse ja pinge perioodilist muutumist Elektromagnetvõnkumised jagunevad: Vabad elektromagnetvõnkumised Sunnitud magnetvõnkumised b) Võnkering süsteem, milles toimuvad vabad emv. Koosneb poolist ja kondensaatorist. Võnkeringi joonis. C kondensaatori mahtuvus L pooli induktiivsus c) Thomsoni valem - saab arvutada võnkumiste perioodi võnkeringis. T= T- võnkumiste periood [s] ; L- induktiivsus [H] ; C- mahtuvus [F] d) Vahelduvvool sunnitud emv, mille puhul voolutugevus muutub ajas harmooniliselt. Vahelduvvoolu tekitakse generaatorite abil. Generaatori põhiosad: Magnetväljas pöörlev juhtme keerd indutseeritakse emj Püsimagnet tekitab magnetvälja Kon
Kõik kommentaarid