41433 skanuj0006 (345)

168

Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki

Rys. 21.5. Schemat ideowy układu pomiarowego

W laboratorium dysponujemy dwoma zestawami pomiarowymi. W jednym mierzy się okres drgań, a w drugim częstotliwość drgań. Częstotliwość drgań należy przeliczyć na ich okres zgodnie z zależnością T=l/v:

wariant A:przelicznik elektronowy, który umożliwia wyznaczenie czasu potrzebnego na generację zadanej liczby okresów drgań relaksacyjnych (zwykle 1000). W tym przypadku napięcie E = +250 V jest podawane bezpośrednio z przelicznika. Szeregowo z neonówką włączone jest uzwojenie pierwotne transformatora T_ro małej liczbie zwojów i o bardzo małej rezystancji w porównaniu z R (rezystancja ta nie wpływa zatem w sposób zauważalny na czas rozładowania kondensatora). Impulsy jego uzwojenia wtórnego o większej amplitudzie podawane są na wejście przelicznika;

wariant B: oscyloskop i generator drgań harmonicznych; w tym przypadku do płytek odchylenia poziomego (pionowego) przykładamy zmiany napięcia na kondensatorze generatora drgań relaksacyjnych, zaś do płytek odchylania pionowego (poziomego) - napięcie generatora drgań sinusoidalnych i poprzez dostrojenie częstotliwości drgań harmonicznych poszukujemy jednej z figur podobnych do figur Lissajous’a powstających przy prostopadłym składaniu dwu drgań harmonicznych, co z kolei pozwoli na ustalenie częstotliwości drgań generatora drgań relaksacyjnych. Krzywe Lissajous’a [lisażu] to krzywe opisane przez równania parametryczne, które można przedstawić wpostaci x = Asva(at + ę),y —Bsin(bt). Kształt krzywych jest szczególnie uzależniony od stosunku częstotliwości a/b. W ćwiczeniu należy dążyć do uzyskania współczynnika a/b będącego liczbą naturalną, co ułatwi porównanie częstotliwości generowanych przez układ RLC oraz zewnętrzny generator. Przy założeniu równych amplitud (A=B), dla współczynnika a/b = 1, krzywa jest elipsą (gdy faza f nie jest równa 0 lub n/2). W szczególnych przypadkach otrzymujemy; dla <p = n/2 okrąg, a dla <p = 0 odcinek. Inne wartości współczynników a/b oraz <p dają bardziej złożone krzywe, które są zamknięte, gdy a/b jest liczbą wymierną.

Pomiaru okresu drgań można również dokonać tylko za pomocą oscyloskopu. Włączamy jego podstawę czasu, a do płytek odchylania pionowego przykładamy