И. С. Бах

При возбуждении колебаний воздуха внутри трубы возможно установление стоячей волны, в этом случае громкость звучания трубы резко повышается. У вас есть возможность возбуждать колебания воздуха в трубке, изменяя частоту колебаний генератора и высоту воздушного столба (изменяя высоту уровня воды).

Оборудование: Генератор ГЗЛ – 1; головка динамическая; соединительный провода, трубка стеклянная длиной 60 см; трубка хлорвиниловая (от медицинских капельниц) длиной 1 м; емкость пластмассовая 2 л со шкалой, термометр.

1. Покажите, что высоты \(h_k\) воздушного столба, при которых громкость звучания трубы резко повышается, удовлетворяют условию

\[h_k = \left(k + \frac{1}{2}\right) \cdot \frac{\lambda}{2},\]

где \(\lambda\) - длина звуковой волны, \(k = 0, 1, 2, \ldots\)

2. Для частот в диапазоне от 250 Гц до 2,0 кГц найдите высоты воздушного столба, при которых громкость звучания трубы резко повышается.

3. Используя полученные данные, определите скорость звука.

4. Определите показатель адиабаты \(\gamma\) для воздуха.

Скорость звука в газе определяется формулой \(c = \sqrt{\gamma \frac{RT}{M}}\), где \(R\) – универсальная газовая постоянная, \(T\) – температура воздуха, \(M\) – молярная масса воздуха, \(\gamma = \frac{C_p}{C_V}\) - показатель адиабаты.