Πείραμα Φυσικής

1. 109 - Διαπασών
Γουρζής Στάθης – Φυσικός ΥΣΕΦΕ
Εργαστήρια Φυσικών Επιστημών Νυδριού Λευκάδος

2. Τα κύματα που διαδίδονται σε ένα ελαστικό μέσο ονομάζονται μηχανικά κύματα.
Ο κυματισμός στην επιφάνεια της θάλασσας,
η διάδοση των δονήσεων κατά μήκος ενός στερεού
και ο ήχος είναι μερικά παραδείγματα μηχανικών κυμάτων.

3. Με κριτήριο τη διεύθυνση στην οποία κινούνται τα σημεία του ελαστικού μέσου,
τα κύματα διακρίνονται σε εγκάρσια και σε διαμήκη.
Τα εγκάρσια κύματα διαδίδονται στα στερεά.
Τα διαμήκη διαδίδονται τόσο στα στερεά όσο και στα υγρά και τα αέρια.

4. Εγκάρσια ονομάζονται τα κύματα στα oποία όλα τα σημεία του ελαστικού μέσου
ταλαντώνονται κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης του κύματος.
Τέτοια κύματα διαδίδονται κατά μήκος μιας χορδής.
Τα κύματα που διαδίδονται στην επιφάνεια των υγρών
μπορούν να θεωρηθούν κατά προσέγγιση εγκάρσια.

5. Διαμήκη ονομάζονται τα κύματα στα οποία τα σημεία του ελαστικού μέσου
ταλαντώνονται παράλληλα στη διεύθυνση διάδοσης του κύματος.
Τέτοιο είναι το κύμα που διαδίδεται κατά μήκος του ελατηρίου.
Από το βιβλίο Φυσικής της Γ΄ Γυμνασίου …

6. Για να προκαλέσουμε την κυματική διαταραχή
πρέπει να δώσουμε ενέργεια σε κάποια περιοχή του μέσου.
Η ενέργεια αυτή μεταφέρεται με το κύμα σε άλλες περιοχές του μέσου.
Κατά τη διάδοση ενός κύματος μεταφέρεται ενέργεια και ορμή
από το ένα σημείο του μέσου στο άλλο, όχι όμως και ύλη.

7. Παράδειγμα δημιουργίας ήχου, έχουμε όταν
το διαπασών ταλαντώνεται .

8. Στο σχολικό εργαστήριο,
θα προκαλέσουμε ήχο με το διαπασών
και θα δείξουμε γραφικά την κυματομορφή του,
καθώς και τα κάποια από τα χαρακτηριστικά του …

9. … και τον προβολέα ,
Θα χρησιμοποιήσουμε
τον Η/Υ του εργαστηρίου …

10. … μαζί με το MultiLog
και τον αισθητήρα του μικροφώνου …
Αισθητήρας
μικροφώνου
Καλώδιο σύνδεσης
αισθητήρα

11. … και βέβαια το διαπασών του εργαστηρίου,
μαζί με το ειδικό του σφυράκι.

12. Ανοίγουμε το MultiLog …

13. … και συνδέουμε πρώτα τον αισθητήρα
με το καλώδιο της επαφής …

14. … και πατάμε το « Port
»…
… ύστερα συνδέουμε
… όπου και
με το Multilog ...
εμφανίζεται η ένδειξη
« Microphone » …

15. Ανοίγουμε το πρόγραμμα DB – Lab 3.2 …

16. Από το μενού «Καταγραφέας»,
επιλέγουμε «Πίνακας Ελέγχου» …
Στα «Σημεία» επιλέγουμε « 500 »,
και στο «Ρυθμός» επιλέγουμε « 50/sec » …

17. Ξεκινάμε τις μετρήσεις
με το MultiLog …
… και το πρόγραμμα Db – Lab 3.2 ξεκινά την καταγραφή …

18. Μεγαλώνουμε το παράθυρο της γραφικής παράστασης …

19. … και τοποθετούμε το μικρόφωνο σε κάποια απόσταση
και κάποια θέση από το αντηχείο …

20. Διεγείρουμε το διαπασών, χτυπώντας το με το σφυράκι …

21. 0,2 V
Το πρόγραμμα Db – Lab 3.2 μας δίνει την γραφική παράσταση του ήχου,
στην οθόνη του υπολογιστή …

22. … και με τον προβολέα, στον πίνακα του εργαστηρίου …
0,2 V
Εδώ η καταγραφή της έντασης γίνεται σε ηλεκτρική τάση,
και ξεκινά από τα 0,2 V περίπου …

23. Τοποθετούμε τώρα το μικρόφωνο στην ίδια απόσταση
αλλά σε άλλη θέση, σχετικά με το αντηχείο …

24. 0,3 V
Η γραφική παράσταση του ήχου,
στην οθόνη του υπολογιστή …

25. … και στον πίνακα του εργαστηρίου …
0,3 V
Η καταγραφή της έντασης, ξεκινά από τα 0,3 V …

26. Βάζουμε το μικρόφωνο
μπροστά , και σε κάποια απόσταση, από το αντηχείο …

27. 0,25 V
Η γραφική παράσταση του ήχου,
πάλι στην οθόνη του υπολογιστή …

28. … και στον πίνακα του εργαστηρίου …
0,25 V
Η ένταση ξεκινά εδώ, από τα 0,25 V …

29. Τώρα βάζουμε το μικρόφωνο
μπροστά από το αντηχείο …

30. 0,4 V
Η γραφική παράσταση του ήχου, στην οθόνη …

31. 0,4 V
… και στον πίνακα του εργαστηρίου …

32. Αλλάζοντας το ρυθμό της δειγματοληψίας των δεδομένων …
Στα «Σημεία» επιλέγουμε « 500 »,
και στο «Ρυθμός» επιλέγουμε « 100/sec » …

33. … αλλάζουμε και την μορφή της γραφικής παράστασης του ήχου …
1,8 V

34. 1,8 V

35. Μπορούμε να επεξεργαστούμε τη γραφικής μας παράσταση,
με διάφορους τρόπους …
… είτε από το μενού « Ανάλυση » …
… είτε από το μενού « Προβολή » …

36. Αν τοποθετήσουμε με κλικ του ποντικιού
τους δείκτες – βελάκια …

37. …και από το Μενού « Προβολή »,
επιλέξουμε « Μεγέθυνση » …

38. …. έχουμε στην οθόνη ένα συγκεκριμένο μέρος από την γραφική παράσταση …

39. … και στον πίνακα μπορούμε να δείξουμε την γραφική παράσταση
με μεγαλύτερη λεπτομέρεια …

40. Από το μενού « Ανάλυση », μπορούμε να πάρουμε
παράγωγο και ολοκλήρωμα για τα μεγέθη που έχουν καταγραφεί …

41. … και να επεξεργαστούμε στον πίνακα τα δεδομένα , ή και να τα συγκρίνουμε …

42. Για παράδειγμα, από το μενού « Ανάλυση »,
και τη επιλογή « Διάστημα » – « Κινητική Ενέργεια »,
μπορούμε να δούμε την μεταβολή της δύναμης, σε Newton,
που ασκείται στα μόρια του αέρα …

43. … και στον πίνακα του εργαστηρίου …

44. Τέλος πειράματος …