Прибор для демонстрации законов преломления звуковых волн Советский патент 1981 года по МПК G09B23/06 

(54) ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ЗАКОНОВ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ЗВУКОВЫХ ВОЛН

Изобретение относится к учебным приборам и может бЬ1ть использовано в высших учебных заведениях для демонстрации законов преломления звуковых волн по курсу общей физики. Известен прибор для демонстрации законов преломления звуковых волн, содержсщий последовательно установле ные источники звука, набор элементов изменяющих направление распространения звуковой волны, приемники звука, усилитель.и регистрирующее устройство 11. Недостатком известного устройства является, то что, набор элементов работая по принципу волноводных устройств, не позволяют демонстрировать зависимость показателя преломления от частоты пгщающей:звуковой волны в области частоты поглощения. Цель изобретения --повьшение демонотрационных возможностей. Указанная цель достигается тем, что элементы выполнены в виде замуял тых с одного конца трубок, соединен ных между собой, и расположенных в несколько рядов, при этом торцы тру бок размещены в одной плоскости, .образуя равнобедренный треугольник. на фиг. 1 показан вид набора элементов , изменяющих направление распространения звуковой волны, со ст ороны открытых концов трубок; на фиг. 2 график зависимости показателя преломления от частоты падающей звуковой волны п, в районе частоты поглощения; на фиг. 3 - принципиальная схема прибора. I Набор элементов 1, изменяющих направление распространения звуковой волны,представляют из себя одинаково соориентированные трубки 2, закрялтые с одного конца, соединенные Между собсЛ.и расположенные в несколько рядов в одной плоскости, образуя равнобедренный треугольник. Трубки спаяны между собой и образуют призму, а вся призма укреплена на вертикальной стойке(не показана). Как известно из теории, показатель преломления среды п (например призмы) згшисит от частоты Задающего на нее излучения где п - показатель преломления среды; «)- частота собственных колебаний среды; W - частота падающего излученияг

А - конс анта, характеризующая

среду.

Качественный график фиг. 2 показывает зависимость показателя преломления от частоты звуковой волны.

Поскольку угол отклонения падающей на призму волны от ее первоначального направления приближенно равен-

4 9(n-f) , , (2)

где . - угол отклонения;

О - угол преломления призмы; п - показатель преломления.

Звуковая волна будет отклоняться призмой при 10 а)°к основанию, и будет отклоняться к вершине при шчьЯ

Прибор включает в себя набор элементов, изменяющих направление распространения звуковой волны 1, ясточник звука 3, приемных звука 4 (микрофоны), усилитель стереофонический 5 и регистрирующее устройство б, выполненные в виде динамических громкоговорителей.

Демонстрация производится следую.щим образом.

волна от источника, звука 3,(например звукового генератора с динамиком) направляется в горизон тальком направлении. При отсутствии набора элементов 1 (призмы), каналы стерерусйлителя 5 настраиваются так что амплитуды принятых микрофонами 4 сигналов на выходе динамиков б равны между собой. Затем между источником звука 3 и микрофонами 4 помещается призма 1, что приведет к разбалансу каналов стереоусилителя 5.

Изменяяплавно частоту падающего излучения от источника 3 звука можно наблюдать изменение амплитуды принятых сигналов в каждом канале стереоусилителя 5.

Вместо динамиков 6 можно использовать осциллографы, что позволяет наглядно демонстрировать изменение амплитуды сигнала.

Изобретение позволяет наглядно д монстрировать одну из сложных тем физики - законы дисперсии волн.

Формула изобретения

Прибор для демонстрации законов преломления звуковых волн, содержащий последовательно установленные источник звука, набор элементов изменяющих направление распространения звуковой волны, приемники звука, усилитель и регистрирующее устройствоу отличающийся тем, что, с целый повышения Демонстрационных возможностей, элементы выполнены в виде закрытых с одного конца трубок, соединенных между собой и расположенных в несколько рядов , при этом торцы трубок размещены в одной плоскости, образуя равнобедренный треугольник.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Успехи физических наук. Нау35 ка, т. 107, 04. 1972, с. 709.