Sleduyushchij razdel: Diskretizacii i kvantovanie cifrovogo signala.
Vyshe po kontekstu: Kratkaya fizicheskaya enciklopediya1
Predydushchij razdel: Pochemu opasno hvatat'sya za L|P,
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.
baldin@inp.nsk.su
1999-05-25