Лабораторная работа № 4. Порядок выполнения работы.

 

Задание 1. Особенности волнового движения

 

Ознакомьтесь с теоретической частью работы.

На основании определения волнового движения ответьте, чем отличается волновое движение от движения материальных тел? На анимированной иллюстрации (теоретическая часть, рис. 1.2.) пронаблюдайте за перемещением волн и за характером движения частиц. Зарисуйте верхний рисунок иллюстрации и укажите на нем стрелками направление движения волны и частиц среды. Можно ли, наблюдая за одной частицей, увидеть перемещение гребня волны? Перемещаются ли частицы среды в направлении распространения гребня волны? Какие движения они совершают? Движение частиц на разных участках волнового движения происходит синхронно или нет? Чем отличается движение частиц среды в продольных и поперечных волнах?

Задание 2. Волновое движение.

 

Откройте рабочее окно.

Нажав кнопку Пуск, проследите за образованием волн от падающих капель. Задавая различную величину значения периода (3-4 значения) проследите за изменением длины волны (расстояние между расходящимися кругами).

Для каждого значения периода найдите длину волны и составьте таблицу:

 

№	Т (c)	λ (см)
1
2
3
4

Сделайте вывод.

Для определения длины волны используйте перемещаемую линейку. Остановите движение кнопкой Стоп. Поместите линейку в центре волновой картины и увеличьте изображение правой кнопкой мыши. Определите расстояние между 6 - 8 гребнями волн и рассчитайте длину волны.

Меняя скорость распространения волн правым движком, проследите, как меняется длина волны при увеличении или при уменьшении скорости распространения, и сделайте вывод. Скорость распространения волн зависит от свойств среды!!! Поэтому при изменении положения правого движка среда меняется. Для наглядности модели при этом меняется цвет жидкости.

 

Задание 3. Эффект Доплера.

 

Переведите переключатель рядом с кнопкой Пуск в положение Эффект Доплера. Запустите движение. Проследите, как изменилась волновая картина при движении источника волн. Что происходит с расстоянием между кругами (длиной волны) в направлении движения источника волн и в противоположном? Меняя скорость движения источника левым движком, изучите зависимость этого эффекта от скорости движения источника и сделайте вывод. Как можно определить по изменению длины волны направление движения источника волн если известна длина волны ( λ₀ ) от неподвижного источника?

За время равное периоду T, волна перемещается на расстояние равное - T^.V, где V - скорость распространения волн. При движении источника расстояние между кругами (длина волны), в зависимости от направления движения источника, увеличивается или уменьшается на величину равную - T^.V_и где V_и - скорость движения источника. Используя это, выведите формулу для эффекта Доплера.

 

Задание 4. Тест.

 

Переведите переключатель рядом с кнопкой Пуск в положение Волны. Задайте произвольное значение периода Т и установите в произвольное положении правый и левый движки (левый движок не должен находиться в нижнем положении!). После этого, не перемещая движки и не меняя значение периода, запустите движение, и по волновой картине определите длину волны. По периоду и по измеренной длине волны рассчитайте скорость распространения волн. Подставьте найденное значение в окно слева от кнопки Тест, и нажмите на нее. При не правильно определенном значении вам придется провести расчеты заново и повторить попытку. Если значение найдено правильно, переведите переключатель рядом с кнопкой Пуск в положение Эффект Доплера и запустите движение. По волновой картине определите длину волны в направлении движения источника и в противоположном направлении. Используя формулу для эффекта Доплера, определите скорость движения источника волн и подставьте в окно слева от кнопки Тест. Проверьте правильность результата. Если результат правильный, покажите его преподавателю.

 

Лабораторная работа № 4. Форма отчета.

Общие требования к оформлению

 

Работа выполняется на листах бумаги формата A4, или на двойных тетрадных листах.

В заголовке указываются:

Фамилия и инициалы студента, № группы
НАЗВАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Каждое задание лабораторной работы оформляется как ее раздел и должно иметь заголовок. В отчете по каждому заданию, должны быть даны ответы на все вопросы и, если это указано, сделаны выводы и приведены необходимые рисунки. Результаты тестовых заданий обязательно должны быть показаны преподавателю. В заданиях, включающих в себя измерения и расчеты, должны быть приведены данные измерений и данные проведенных расчетов.

 

 

Задание 1. Особенности волнового движения

 

Ответы на вопросы. Рисунок волнового движения.

Задание 2. Волновое движение.

 

Таблица: Зависимость длины волны от периода.

№	Т (c)	λ (см)
1
2
3
4

Ответы на вопросы. Выводы.

 

Задание 3. Эффект Доплера.

 

Ответы на вопросы. Вывод формулы эффекта Доплера.

Задание 4. Тест.

 

Результаты измерений и расчеты скорости распространения волн и скорости движения источника.

 

Контрольные вопросы для проверки усвоения темы лабораторной работы:

1. Дайте определение волнового движения.
2. Чем отличается волновое движение от движения материальных тел?
3. Можно ли рассматривать волновое движение в точке и применимо ли к нему понятие траектории?
4. Чему равна длина волны? Поясните с использованием мгновенного изображения движения в Вашем отчете.
5. Какие движения совершают частицы среды в поперечных и продольных волнах?
6. Будет ли скорость распространения волн зависеть от длины волны?
7. Изложите суть эффекта Доплера.
8. Как по эффекту Доплера определить приближается, или удаляется источник волн?
9. Можно ли по эффекту Доплера определить скорость и направление движения звезд и галактик?