Intenferencja fal w czasie - dudnienia
Zagadnienia Układ pomiarowyPrzeprowadzenie
pomiarów Opracowanie wyników
Zagadnienia
-
rozchodzenie się fal akustycznych
-
superpozycja fal
-
analiza harmoniczna fal
Układ pomiarowy
Układ pomiarowy przedstawiony jest na rysunku poniżej.
Składa się on z mikrofonu Mi podłączonego do konsoli karty
pomiarowej UIB (Wy1), dwóch kamertonów oraz mloteczka M. Do
widełek jednego z kamertonów przymocowany jest kawałek metalu powodujący
zmianę częstotliwości emitowanego dźwięku.
Zdjęcie ukłądu pomiarowego
Rysunek schematyczny układu do pomiaru dudnień
Przeprowadzenie pomiarów
Pomiar wykonujemy przy pomocy programu IPC4. Po podłączeniu wyjścia Wy
do konsoli pomiarowej ustawiamy w podprogramie Multiskop
czas
pomiaru (jaki powinien być to czas ??). Następnie uderzamy w oba kamertony
(powinny być słyszane wyraźne dudnienia - amplituda dźwięku z obu kamertonów
powinna być zbliżona) i wyzwalamy pomiar naciskając spację. Odczytane dane
analizujemy przy pomocy podprogramu Analiza Sygnałów. Korzystając
z analizy Fouriera wyznaczamy główne częstotliwości składowe naszego sygnału.
Pomiar wykonujemy kilkukrotnie a otrzymane wyniki uśredniamy.
Wynik pomiaru dudnień (a) i analiza częstotliwościowa z wykorzystaniem
transformaty Fouriera (b)
Opracowanie wyników
Fala wypadkowa w przypadku dudnień opisana jest zaleśnością:
Naszym zadaniem poza pomiarem sygnału dudnień i wyznaczeniem częstotliwości
składowych jest symulacja przebiegu amplitudy na podstawie zmierzonych
częstotliwości omega1 , omega2.
Dokonujemy tego w dowolnym opanowanym przez użytkownika oprogramowaniu.
Korzystając z programu
Mathematica
konieczna jest znajomość
następującej komendy:
Plot[postac_punkcji(x),{x,zakres_dolny,zakres_gorny}]
Wynik symulacji dudnień w programie Mathematica
Sprawozdanie powinno zawierać:
-
krótki opis wykorzystanego w pomiarze zjawiska fizycznego, układu
pomiarowego i sposobu wykonania pomiaru
-
zestawienie wyników pomiarowych:wykres sygnalu dudnien zmierzonego i wygenerowanego
- dla tego samego przedziału czasu T, wartości częstotliwości składowych
dla przynajmniej 10-ciu pomiarów
-
wyniki pomiaru częstotliwości składowych dźwięku
-
wnioski z doświadczenia
Literatura
-
H. Szydłowski "Pracownia fizyczna"
-
R. Resnick, D. Halliday, "Fizyka", T1