Порядок выполнения задания

1. Включить электронный осциллограф и звуковые генераторы.

2. Изучить сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Для этого подключить выход звукового генератора на Х -вход осциллографа, а контрольный сигнал осциллографа - на Y -вход. Установить одинаковые амплитуды и получить на экране осциллографа кривые (фигуры Лиссажу), возникающие в результате сложения двух взаимно перпендикулярных колебаний. Отношения частот складываемых колебаний выбирать равными 1:1, 1:2, 1:3, 2:3, 3:4. Зарисовать наблюдаемые фигуры. Проверить правило (7).

Рис. 6

3. Получить биения. Для этого соединить звуковой генератор (ГЗ), генератор неизвестной частоты (Г _x) и электронный осциллограф (ЭО) по схеме, изображенной на рисунке 6.

Условием для получения отчетливой осциллограммы биений является равенство амплитуд складываемых колебаний. Наблюдаемые на экране ЭО амплитуды уравнивают следующим образом. На обоих генераторах ручками “Пределы шкал дБ” устанавливают одинаковые пределы, например 3V. Ручки “Сопрот. нагрузки” переводят в положение “АТТ.600”. Тумблер “Внутр.нагрузка 600 W“ ставят в положение “Вкл.”. Ручками “Рег.выхода” (плавная регулировка) на каждом из генераторов устанавливают выходное напряжение порядка 1,5 В, что соответствует отклонению стрелки на вольтметре примерно до середины шкалы. На обоих генераторах ручками “Установка частоты” устанавливают частоту 10 кГц. Отключают генератор Г _x. Ручкой “Усиление” по оси Y добиваются на экране осциллографа амплитуды, равной 2 см. Затем отключают генератор ГЗ и подключают Г _x. Ручкой “Рег.выхода” (плавная регулировка) устанавливают такую же амплитуду. Подключив оба генератора и включив генератор развертки Г _р осциллографа в положение “30 - 130”, получают устойчивую осциллограмму биений.

4. Определить частоту n_х генератора Г _х. Для этого получить биения два раза: один раз при частоте генератора ГЗ n₁, меньшей частоты n_х, второй раз при частоте n₂, большей частоты n_х. В первом случае частота биений n¢_б =n_х-n₁, во втором - n^²_б = n₂- n_х. Частоты n₁ и n₂ подбирают так, чтобы выполнялось условие n¢_б = n^²_б (периоды пульсации амплитуды на экране осциллографа в обоих случаях были одинаковыми). Тогда

n_х = (n₁+n₂)/2. (10)

5. Провести ряд повторных наблюдений и найти <n_x>.

6. Определить частоту колебаний n_x по фигурам Лиссажу. Для этого включить генератор ГЗ на Y -вход осциллографа, а генератор Г _x- на Х -вход и несколько раз определять частоту n_x по разным фигурам Лиссажу. Найти <n_x>.

7. Сравнить значения <n_x>, полученные разными методами.

Контрольные вопросы

1. Каковы особенности сложения гармонических колебаний систем с несколькими степенями свободы?

2. При каких условиях наблюдаются фигуры Лиссажу?

3. Можно ли наблюдать биения на экране осциллографа, подключив выход звукового генератора на Х -вход осциллографа, а контрольный сигнал - на Y -вход?

4. Как можно представить в виде колебаний равномерное движение точки по окружности?

ЛИТЕРАТУРА

1. Кембровский Г.С. Приближённые вычисления и методы обработки результатов измерений в физике. -Минск: Изд-во "Университетское", 1990. -189 с.

2. Матвеев А.Н. Механика и теория относительности. -М.: Высшая школа, 1986. -320 с.

3. Петровский И.И. Механика. -Минск: Изд-во БГУ, 1973. -352 с.

4. Савельев И.В. Курс общей физики. -М.: Наука, 1982. Т. 1. Механика. Молекулярная физика. -432 с.

5. Сивухин Д.В. Общий курс физики. М.:Наука, 1989 Т.1 Механика.-576 с.

6. Стрелков С.П. Механика. -М.: Наука, 1975. -560 с.

7. Физический практикум. Под ред. Кембровского Г.С. -Минск: Изд-во "Университетское", 1986. -352 с.

Дата добавления: 2015-12-07