Описание установки. В экспериментальной установке, состоящей из звукового генератора с телефоном, который играет роль излучателя

В экспериментальной установке, состоящей из звукового генератора с телефоном, который играет роль излучателя, и трубы с подвижным поршнем звуковые волны распространяются вдоль трубы. Стоячие волны образуются из прямой волны, идущей от телефона к поршню, и из отраженной от поршня волны. При определенных условиях в трубе возникает резонанс.

В данном случае имеем акустический резонанс, т.е. явление, при котором колебания столба воздуха в трубе достигают максимальной амплитуды. Это происходит тогда, когда частота звуковых колебаний мембраны телефона (внешняя, вынуждающая сила) сравнивается с одной из собственных частот колебаний воздушного столба в трубе. Эта частота называется резонансной частотой. При резонансной частоте звучание воздушного столба в трубе максимально.

Для наблюдения акустического резонанса необходимо, чтобы длина столба воздуха в трубе l _m удовлетворяла условию:

,

/где m – количество резонансных усилений звука (пучностей), наблюдаемых при перемещении поршня от 0 до l _m.

Зная длину звуковой волны l и частоту n, которая указана на звуковом генераторе, определяют скорость распространения волны в воздухе по формуле

v = ln.

В общем случае скорость распространения волн может зависеть от длины волны. Это явление называется дисперсией волн. Определяя скорость звука для разных длин волн (соответственно разных частот), можно убедиться, что для звуковых волн дисперсия не наблюдается.