P1.7.3 Długość fali i prędkość dźwięku – Leybold

Doświadczenie P1.7.3.1 bada fale stojące w tubie Kundt’a.
Te fale stojące są odkrywane w tubie za pomocą proszku korkowego, który jest pobudzany w węzłach oscylacji. Odległość pomiędzy węzłami oscylacji jest używana do wyznaczenia długości fali l.

W doświadczeniu P1.7.3.2, stojące fale dźwiękowe są generowane przez odbicie na przeszkodzie. Układ ten używa generatora funkcyjnego i głośnika do generowania fal dźwiękowych w całym zakresie słyszalnym.
Mikrofon jest wykorzystywany do wykrywania natężenia minimów a długość fali b jest wyznaczana z ich odstępów.

Fale dźwiękowe demonstrują tylko małe rozproszenie, np. prędkość grupowa i fazowa demonstruje bliski zgodność dla propagacji gazów. Tym samym, możemy wyznaczyć prędkość dźwięku c jako prędkość propagacji impulsu dźwiękowego.

Doświadczenie P1.7.3.3 mierzy prędkość dźwięku w powietrzu jako funkcję temperatury J i porównuje ją z liniową funkcją wynikającą z zależności temperaturowej ciśnienia i gęstości
Wartość c(0) wyznaczana za pomocą najlepiej dopasowanej linii prostej i wartości literaturowe p(0) i r(0) są użyte do wyznaczenia współczynnika adiabatycznego k powietrza zgodnie z wzorem.
Doświadczenie P1.7.3.4 wyznacza prędkość dźwięku c w dwutlenku węgla i w obojętnych gazach – helu i neonie. Analiza demonstruje, że duża różnica w prędkościach dźwięku w gazach jest spowodowana różnymi gęstościami gazów. Różnice we współczynnikach adiabatycznych gazów są porównywalnie małe.

Celem doświadczenia P1.7.3.5 jest wyznaczenie prędkości dźwięku w aluminiowym, miedzianym, mosiężnym i stalowym pręcie. Pomiar ten wykorzystuje odbicia wielokrotne krótkich impulsów dźwiękowych na końcu pręta. Impuls jest generowany poprzez uderzenie górnego końca pręta młotem i początkowo podróżuje w dół. Impuls jest odbijany kilka razy kolejno na dwóch końcach pręta, gdzie impulsy docierający do jednego końca są opóźnione względem siebie o czas Dt wymagany na podróż tam i z powrotem.

Aby zarejestrować impulsy, dolny koniec pręta spoczywa na elemencie piezoelektrycznym, który przekształca oscylacje ściskające impulsu dźwiękowego na oscylacje elektryczne. Wartości te są rejestrowane za pomocą systemu akwizycji danych CASSY.