1.6 KiB
Cel
Wyznaczenie prędkości dźwięku w powietrzu w temperaturze otoczenia i w normalnych warunkach.
Wstęp teoretyczny
Interferencja fal akustycznych polega na nakładaniu się dwóch drgań o tej samej częstotliwości, co prowadzi do ich wzmocnienia lub osłabienia zależnie od różnicy faz. Zjawisko to umożliwia precyzyjne wyznaczanie długości fali oraz prędkości dźwięku w powietrzu.
Interferometr Quinckego składa się z dwóch równoległych rur, z których jedna ma regulowaną długość. Do wejścia układu doprowadza się dźwięk o stałej częstotliwości, a sygnał z wyjścia rejestruje mikrofon połączony z oscyloskopem. Zmieniając długość jednej z rur, regulujemy różnicę dróg przebytych przez obie fale.
Gdy różnica ta jest całkowitą wielokrotnością długości fali, fale docierają do mikrofonu w zgodnych fazach i następuje wyraźne wzmocnienie sygnału. Przy różnicy równej nieparzystej połowie długości fali dochodzi do wygaszenia wskutek nakładania się w przeciwfazie. Obserwując kolejne maksima lub minima interferencyjne, można wyznaczyć długość fali akustycznej, a stąd obliczyć prędkość dźwięku w powietrzu w warunkach otoczenia.
Podsumowanie
Doświadczenie potwierdziło, że interferencja fal akustycznych pozwala precyzyjnie wyznaczyć długość fali. Na tej podstawie obliczono prędkość dźwięku w powietrzu w warunkach otoczenia, zgodnie z przewidywaniami teoretycznymi. Wyniki pokazują skuteczność interferometru Quinckego jako narzędzia do badania prędkości dźwięku i zjawisk interferencyjnych.