Krzywa Lissajous - okrąg na oscyloskopie, skąd fala stojąca w pręcie?

Nov 14, 2005 6 Replies

Witam!



Ostatnio na ćwiczeniach miałem pewne doświadczenie, którego do końca nie zrozumiałem. Za pomocą oscyloskopu i dwóch pizoelektryków badaliśmy prędkość dzwięku w tym pręcie. Sygnał wchodzący do jednego piezoelektryka dawaliśmy na x a od drugiego na y w oscyloskopie. Dla pewnych częstotliwości było słyszalne wzmocnienie, które obserwowaliśmy na oscyloskopie jako kółko. Prowadzący polecił polecił nam na podstawie tych pomiarów, wyznaczenie prędkosci dzwięku w tym pręcie. Ja wziąłem różnicę częstotliwości dla kolejnych wzmocnień, sądząc że różniły się o 1 połowę długości fali w pręcie. Nawet wyszedł mi dobry wynik, ale nie mogę zrozumieć w jaki sposób, moglismy uzyskać kółko na oscyloskopie. Oznacza to przecież że pizoelektryki były przesunięte w fazie drgań o pi/2. Dla tych sytuacji wzmocnienie amplitudy dźwięku było słyszalne, musiała to być fala stojąca. Ale jak rozważamy stojacą falę dzwiękową w pręcie to na jego końcach chyba muszą być strzałki? No to jak pogodzić teorię w której mamy, że różnica faz miedzy końcami pręta wynosi całkowitą wiekokrotność pi, a doświadczenie, które pokazuje na to ze mamy całkowitą, nieparzystą wielokrotność pi/2.



Proszę o odpowiedź, bo prowadzący nie miał dla mnie czasu, moi koledzy nie wiedzą, a na google nie potrafiłem znaleźć sensownej odpowiedzi....



Pozdrawiam Rafał Bujarski



Użytkownik Rafał Bujarski napisał:

Pi/2 też może być. Na jednym końcu pręta będzoesz miał zero a na drugim strzałkę. Narysuj sobie, to Ci się wyjaśni.

No ja rozumiem, że dla różnicy faz pi/2 na jednym końcu będzie strzałka a na drugim węzeł, nie muszę nawet rysować :). Tylko co to oznacza jak jest to zero na jednym końcu? Przecież oba piezoelektryki oscylują, a węzeł oznacza że w tym miejscu amplituda oscylacji jest zerowa.

Wywalić go! Co to za nauczyciel! ;)

Wg mnie sprawa wygląda tak: na przetworniku "napędowym" masz węzeł a na przetworniku odbiorczym strzałkę. Na oscyloskopie widzisz amplitudę, ponieważ przebiegu dostarcza generator, a w rzeczywistości przetwornik odkształca się niewiele "ładując" całą energię w pręt, który mocno oscyluje drugim końcem. Proponuję Ci małe doświadczenie: weź coś sprężystego do ręki za koniec (linijka, w moim przypadku akurat wziąłem laskę kleju termoplastycznego) i potrząśnij tym tak, żby wpadło w rezonans - drugi koniec mocno "majda", a ręka prawie się nie porusza - już wszystko jasne? ;) W Twoim przypadku mogła być to fala podłużna, ale zasada jest ta sama.

Mirek.

Użytkownik Rafał Bujarski napisał:

To żależy dokładnie od konstrukcji, jak pręt jest zamocowany. Węzeł może być wzasadzie w dowolnym miejscu, w takim, że cały układ ma minimum energii. Będzie to najpewniej punkt mechanicznego zawieszenia rezonatora.

Jest jeszcze jedna kwestia - pret w rezonansie jest ukladem rezonansowym - a to znaczy ze wychylenie jest przesuniete o

90deg w stosunku do sily wymuszajacej. W tym przypadku w stosunku do napiecia.

Ale sam jestem ciekaw co tu jest wlasciwa przyczyna.

Po 25-tym bedzie mozna przeczytac rozwiazanie z olimpiady fizycznej - jest tam identyczne zadanie doswiadczalne.

Hm .. sugeruja tam zeby sobie samemu nakleic przetworniki na pret. Tak sie zastanawiam jak to niby dziala: gdyby przetwornik zmienial grubosc - to sprzezenie do metalu byloby bardzo slabe. Wypadaloby z drugiej strony kawalek solidnej przeciwwagi dokleic.

Te typowe przetworniki z membranka to jesli sie nie myle zmieniaja dlugosc w poprzek pola - czyli krazek staje sie wklesly lub wypukly. A skoro tak to generuje dosc ciekawa fale w precie :-)

No chyba ze pret cienki doklejony do srodka membrany, a jej brzegi robia za przeciwwage..

J.

Przeczytaj mój post. Dla mnie jest oczywiste, że musi tak być. Oczywiście mogę się mylić, jak każdy.

Mirek.

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required