Kakie est' demonstracionnye opyty, svyazannye so zvukom?

Vopros: Kakie interesnye demonstracionnye opyty, svyazannye so zvukom, mozhno postavit', ispol'zuya pribory, nahodyashchiesya v kabinete fiziki (v etom kabinete ne tak mnogo priborov) ili pribory kotorye ya mogu smasterit' sam v domashnih usloviyah za nebol'shoj promezhutok vremeni(1-2 dnya). Tak zhe, esli mozhno, prishlite spisok podhodyashchej literatury.

Otvet: Veroyatno, pri izuchenii temy "zvukovye volny" (i, voobshche, volny) bylo by polezno prodelat' sleduyushchie demonstracii:

1.

Volny v natyanutoj strune: dlya demonstracii luchshe vsego vzyat' rezinovuyu lentu metra 3-4 dlinnoj, odin konec privyazat' -- drugoj vzyat' v ruku. S pomoshch'yu etogo prostogo "instrumenta" mozhno pokazat' begushchuyu i stoyachuyu volny. Nesmotrya na svoyu prostotu demonstraciya mozhet byt' dovol'no interesnoj.

2.

V svoej lekcii "O korabel'nyh volnah" lord Kel'vin rasskazyval: "...odno otkrytie fakticheski sdelano loshad'yu, ezhednevno tashchivshej lodku po kanatu mezhdu Glazgo i Ardrossanom. Odnazhdy loshad' poneslas', i voznica, buduchi nablyudatel'nym chelovekom, zametil, chto, kogda loshad' dostigla opredelennoj skorosti, tyanut' lodku stalo yavno legche i pozadi nee ne ostalos' volnovogo sleda".

Ob®yasnenie etogo yavleniya zaklyuchaetsya v tom, chto skorost' lodki i skorost' volny, kotoruyu vozbuzhdaet lodka v reke, sovpali. Esli by loshad' pobezhala eshche bystree (skorost' lodki stala by bol'she skorosti volny), to za lodkoj vozniknet udarnaya volna. Udarnaya volna ot sverhzvukovogo samoleta voznikaet tochno tak zhe.

Dlya demonstracii mozhno vzyat' obychnuyu vannochku s vodoj, a vmesto lodki ispol'zovat' svoj palec. Mozhno pokazat' mehanizm vozniknoveniya udarnoj volny. Esli vzyat' prozrachnuyu vannochku, a vodu podkrasit', to s pomoshch'yu proektora mozhno sproektirovat' etu kartinku na dosku.

3.

S pomoshch'yu vannochki s vodoj i pal'ca mozhno prodemonstrirovat' effekt Doplera.

4.

Interferenciya zvuka: pribor dlya demonstracii interferencii zvuka predstavlen na risunke 5. V samom nachale pribor imeet dva odinakovyh -- verhnij i nizhnij zvukoprovoda. Zatem nizhnij zvukoprovod udlinyayut. Pri ( -- skorost' zvuka v vozduhe (primerno 330 m/s), -- chastota zvuka, postupayushchego iz dinamika A) zvuchanie iz rupora B maksimal'no oslabitsya. Pri Gc sm, tak chto pribor dolzhen byt' dostatochno bol'shim.

Risunok 5.: Pribor dlya demonstracii interferencii zvuka

5.

Rezonansnye chastoty: podnesem vibriruyushchij kamerton k vysokomu cilindricheskomu sosudu, v kotoryj ponemnogu nalivaetsya voda. My uslyshim to usilivayushchijsya zvuk, to oslabevayushchij, to snova usilivayushchijsya. Mozhno takzhe posvistet' v butylku s vodoj -- ton svista menyaetsya s izmeneniem urovnya vody v butylke.

6.

Tozhe otnositsya k rezonansnym chastotam: esli vzyat' sharik s geliem i vdohnut' gelij v sebya, to vash golos na nekotoroe vremya stanet pisklyavym. Rezonansnaya chastota povyshaetsya pri povyshenii skorosti zvuka v srede. Skorost' zvuka v gelii vyshe, chem v vozduhe.

7.

Vizualizaciya zvukovyh voln v vode: trebuetsya istochnik zvukovyh voln, kotoryj mozhno zasunut' v banku s vodoj (p'ezokeramicheskaya plastinka podojdet ideal'no). Esli dinamik raspolozhit' parallel'no dnu ili poverhnosti vody (nevazhno) i podobrat' chastotu, chtoby voznikla stoyachaya volna (neskol'ko kilogerc), to mozhno zametit', chto puzyr'ki vozduha (vsegda prisutstvuyut v vodoprovodnoj vode) gruppiruyutsya v uzlah davleniya -- vidna struktura stoyachej volny.

8.

V knige Dzh. Uokera "Fizicheskij fejerverk" opisano dva krasivyh opyta, svyazannyh s volnami:

(a)

Figury Hladni. Figury Hladni poluchayut na zakreplennom v centre metallicheskom diske, na kotoryj nasypan pesok. Kogda po krayu diska provodyat smychkom, pesok obrazuet razlichnye (v zavisimosti ot togo, gde i kak proveli smychkom) geometricheskie uzory.

(b)

Pylevye figury Kundta. Trubka Kundta yavlyaetsya prostym prisposobleniem dlya demonstracii stoyachih zvukovyh voln. Trubka Kundta predstavlyaet soboj dlinnuyu steklyannuyu trubku, v kotoroj nasypano nemnogo legkogo poroshka (naprimer probkovoj pyli). Odin konec trubki zapayan, v drugom s pomoshch'yu probki ukreplen mednyj sterzhen'. Esli poteret' sterzhen' nakanifolennoj zamshej, to on nachnet skripet', a pyl' raspolozhitsya akkuratnymi kuchkami vdol' trubki. Takoe raspredelenie obuslovleno stoyachimi zvukovymi volnami.

Risunok 6.: Kogda sterzhen' natirayut zamshej, pyl' v trubke raspolagaetsya kuchkami

Ispol'zuemaya literatura:

1.

Dzh. Uoker, Fizicheskij fejerverk, Izdatel'stvo Mir, 1989

2.

Zadachi po fizike: Uchebnoe posobie pod redakciej Savchenko, izdatel'stvo Nauka, 1981, i 1988 s izmeneniyami -- osnovnoj uchebnik po fizike dlya FMSH pri NGU. Skoro budet eshche odin vypusk.

3.

Majer, Prostye opyty so struyami i zvukom.