P1.7.4 Odbicie fal ultradźwiękowych – Leybold
Opis
P1.7.4.1 Odbicie płaskich fal ultradźwiękowych na płaskiej powierzchni
Badając fale ultradźwiękowe, identyczne i tym samym zamienne przetworniki są używane jako nadajniki i odbiorniki. Fale ultradźwiękowe są generowane przez oscylacje mechaniczne ciała piezoelektrycznego w przetworniku. Z tego samego powodu, fale ultradźwiękowe wzbudzają oscylacje mechaniczne w ciele piezoelektrycznym.
Celem doświadczenia P1.7.4.1 jest potwierdzenie prawa odbić “kąt padania = kat odbicia” dla fal ultradźwiękowych. W tym układzie, przetwornik ultradźwiękowy jako źródło punktowe jest ustawione w ognisku wklęsłego odbłyśnika tak, że generowane są płaskie fale ultradźwiękowe. Fala płaska uderza powierzchnie pod kątem padania i jest odbita. Odbite natężenie jest mierzone pod różnymi kątami za pomocą drugiego przetwornika. Kierunek maksymalnego natężenia odbicia jest definiowana jako kąt odbicia b.
Doświadczenie P1.7.4.2 wykorzystuje zasadę echosondy do wyznaczania prędkości dźwięku w powietrzu, jak również do wyznaczania odległości. Echosonda emituje impuls ultradźwiękowy i mierzy czas powrotu sygnału odbitego od przeszkody. Dla uproszczenia nadajnik i odbiornik są umieszczone jak blisko siebie jak to możliwe. Gdy prędkość dźwięku c jest znana, różnica czasu t pomiędzy wysłaniem i odebraniem sygnału może być użyta zależność do wyznaczenia odległości s do odbłyśnika lub gdy znana jest odległość do wyznaczenia prędkości dźwięku.
Marka
Leybold
