ЭКСПЕРИМЕНТ 1. Исследование зависимости фазовой скорости распространения упругой волны от частоты

1. Откройте окно «Механические волны» и нажмите кнопку «Тип волн» – «Поперечные в верёвке».

2. Установите частоту колебаний 1, 00 Гц и амплитуду колебания волны по таблице 1.

Таблица 1.

3. Определите фазовую скорость распространения поперечной волны на натянутой верёвке. Для этого:

Рис.1

а) с помощью секундомера определите время t прохождения цуга волны длиной 10l видимого на экране участка (рис.1) и запишите результат измерения в первую ячейку первой строки таблицы 2. Полезный совет: включите секундомер при пересечении любого (нулевого) гребня волны правой стороны рамки окна опыта «Гармоническая волна» и выключите при его при пересечении этой стороны десятого по счёту гребня волны.

б) повторите это измерение ещё 4 раза и заполните первую строку табл. 2.

Таблица 2. Измерение времени распространения цуга волны

Частота волны, f Гц	Время распространения цуга волны t, с
1, 00
1, 10
1.20
…
2, 00

в) нажатием кнопки на экране монитора остановите волновой процесс и с помощью миллиметровой линейки измерьте длину волны l.

г) по формуле определите среднюю фазовую скорость волны при частоты 1, 00 Гц и запишите это значение в табл. 2 и 3 в столбец v_э.

1. Нажмите кнопку и, последовательно увеличивая частоту волны на 0, 1 Гц, проделайте эти измерения для всего диапазона частот (1, 00 – 2, 00 Гц) и заполните таблицы 2 и 3.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА:

1. По формуле v = ln вычислите для каждой частоты расчётную фазовую скорость волны v_т и запишите это значение в табл. 3 в строку v_т.

2. Постройте на одном графике зависимости экспериментальной v_э и расчетной v_т фазовой скоростей распространения волн от частоты колебаний f.

3. Из полученного графика определите зависимости и от частоты волны (дисперсию волн).

4. Сделайте выводы по результатам работы.

Таблица 3. Результаты измерений и расчётов