|
|
Эксперимент по акустике
в 8 классе
|
Стеклянная трубка диаметром около 50 мм и длиной около 80 см
закрепляется горизонтально в лапках (для зажима колб) двух скрепленных
друг с другом штативов (для надежности). С одной стороны в трубку
вставляется подвижный поршень, продетый сквозь пробку, закупоривающую
этот конец трубки (пробка нужна только для того, чтобы поршень
не перекашивался). Поршень можно сделать из железного стержня
с навитой с одного конца резьбой, пары шайб большого диаметра,
навинчивающихся на стержень и зажимающих кожаную манжету, плотно
примыкающую к стенкам трубки. Первоначальное положение поршня
- максимально близко к пробке. В трубку засыпается пробковая
пыль (обычная пробка натирается грубым напильником) и аккуратно
распределяется вдоль всего днища (для этого можно использовать
обычный алюминиевый уголок, на который сперва сыпят и распределяют
пробковую пыль, затем этот уголок вводится внутрь трубки и опрокидывается).
Напротив другого конца устанавливается громкоговоритель, подключенный
к генератору звуковой частоты. Перед этим можно (это не обязательно)
настроить генератор таким образом, чтобы динамик звучал в унисон
с камертоном "ля" (для сравнения с первым опытом лучше
взять частоту 500 Гц). После этого устанавливают громкоговоритель
на расстоянии несколько сантиметров от отверстия трубки (предварительно
развернув в его сторону) и добавляют громкость. Затем начинают
медленно продвигать поршень по направлению к динамику до тех
пор, пока не услышат усиления громкости. При этом пыль внутри
трубки приходит в заметное движение. Ловят положение максимального
звука и максимального движения (они наблюдаются одновременно).
При этом звук становится до неприятного громким. Весь класс
должен быть заранее расставлен вокруг установки, чтобы все могли
наблюдать за происходящим внутри движением. Пыль внутри трубки
местами "встает на дыбы" и эти места распределяются
вдоль трубки с определенной периодичностью. Кроме того, наблюдается
еще и периодическая смена возрастания и убывания интенсивности
этих "гребенок". Нужно выдержать это испытание в течение
нескольких минут, чтобы дать пыли перераспределиться и улечься
в виде равномерно распределенных кучек, отдаленно напоминающих
волны. После этого установку на время отключают и подробно описывают
наблюдения. Особенно отмечаются места скопления пробковой пыли
и те области, в которых ее, наоборот, оставалось меньше. Все
расстояния меряют с точностью до 1 см и зарисовывают их схематично
на доске.
Затем установку вновь включают и глубже вдвигают поршень до
достижения следующего максимума звука и движения пыли. Снова
меряют и зарисовывают на доске точно под первым рисунком.
Затем возвращают поршень в исходное состояние, вынимают и заново
засыпают пыль и устанавливают вдвое большее значение частоты
звука (для детей это возможно определить сперва на слух - звук
становится на октаву выше, а уже потом вспоминают, что это означает
удвоение частоты колебаний). Снова ищут при помощи поршня резонанс
и снова наблюдают и меряют движение внутри трубки. Потом вдвигают
поршень еще сильнее и снова наблюдают резонанс. Обе картины
схематично зарисовывают на доске.
|
Трубка Кундта
|
 |
|
|
|
