Акустический интерферометр Квинке
Прибор Квинке[1] служит для демонстрации явления интерференции звуковых волн. Он состоит из двух изогнутых дюралюминиевых трубок диаметром 20 мм, соединенных между собой в один общий канал (рис. 7.20). Один из каналов служит для возбуждения звука (звуковой генератор, органная труба или что-то еще), на второй конец устанавливают картонный рупор или микрофон. Одна из трубок раздвижная, как в тромбоне, так что можно увеличивать ее длину почти Рис. 7.20. Акустический в два раза.
интерферометр Воздушная волна, возникающая на
входе в интерферометр, разделяется, и ее части распространяются по двум ветвям прибора. Затем волны снова соединяются и интерферируют. При изменении длины одной из ветвей прибора легко обнаруживаются максимумы и минимумы звучания рупора или микрофона. Фиксируя положения подвижной трубы, соответствующие двум соседним максимумам или минимумам, можно определить длину волны звука.
Волны на резиновой трубке
Рассказывая о возникновении волн, многие лекторы используют образ веревки, шнура, один конец которого закреплен, а другой — колеблется (рис. 7.21). Этот полезный образ требует наглядного закрепления с помощью простейшего опыта. Для этого берут резиновый шнур (или трубку) диаметром 10—12 мм и длиной 7-8 м, один конец которого прикреплен к диску на валу электромотора. Второй конец демонстратор держит в руке, натягивая шнур с разными усилиями.
При включении мотора конец шнура приходит в колебательное движение, и по шнуру бежит волна. Если держать руку достаточно крепко, то возникнет отраженная волна, которая, складываясь с падающей, образует стоячую волну. Так как скорость распространения волны зависит от натяжения резинового шнура, то длина стоячей волны будет изменяться.
Можно показать одиночные импульсы на резиновом шнуре. Для этого при выключенном электромоторе натягивают шнур и резким ударом по трубке свободной рукой или палкой возбуждают одиночный упругий импульс, который бежит по шнуру, отражается от закрепленного конца (у электромотора), меняет фазу на 180° и возвращается обратно.
Для демонстрации отражения волны от среды с меньшей упругостью, чем та среда, в которой распространяется волна, поступают следующим образом [1|. К концу резинового шнура прикрепляют кусок веревки длиной 0,5—1,0 м. Свободный конец веревки прикрепляют к стене (или, как и раньше, к диску электромотора). Возбуждают бегущую волну. Отраженная волна, возникшая у закрепленного конца, распространяется по трубке без потери полуволны.
- [1] Г. Квинке (1834—1924) — немецкий физик.
