إيجاد سرعة الصوت باستخدام جهاز أنبوب الرنين

 

ظاهرة الرنين: 

هي ظاهرة اهتزاز جسم قابل الاهتزاز متأثرا بجسم أخر مهتز  وبنفس التردد .يمكن حساب سرعة انتشار الموجات v التي طولها الموجي λ وترددها f من المعادلة التالية (1 )f λ = v: فعند اقتراب شوكة رنانة مهتزة ترددها fمن طرف أنبوبة هوائية مغلقة من طرفها السفلي بالماء وتحريك الانبوبة بحيث يتغير طول عمود الهواء فوق سطح الماء فإننا نحصل على أوضح صوت عندما يحدث الرنين( أي عندما يهتز عمود الهواء بنفس تردد الاهتزاز الشوكة الرنانة )عند حدوث الرنين تتشكل في الأعمدة الهوائية المغلقة موجات تعرف بالموجات الموقوفة الساكنة نتيجة تداخل الموجات الصادرة مع الموجات السابقة المنعكسة فيتشكل نتيجة هذا التداخل ما يسمى بالموجات الموقوفة الساكنة التي تحتوي على عقد( هي الأماكن التي تكون عندها سعة الاهتزاز أقل ما يمكن) وبطون (هي الاماكن التي تكون عندها سعة الاهتزاز أكبر ما يمكن ) بحيث يتشكل عند الطرف المغلق عقدة وعند الطرف المفتوح بطن مفتوح وبالتالي يحصل الرنين الساسي مساويا : ً أول رنين عندما يكون طول عمود الهواء  لربع طول الموجه  L=λ/4

L=V/4 *1/f

Slop=V/4

v=4*Slope

أدوات التجربة : 

• انبوبة الرنين الهوائي 
•  شوك رنانة مختلفة التردد 
•  ماء 
•  مسطرة مترية 

خطوات العمل: 

1. املاء العبوة حتى فوهتها بالماء واغمر فيه أنبوبة الرنين إلى أقصى ما يمكن في الماء.
2. اطرق شوكة رنانة معلومة التردد وليكن ترددها ت1 على قرص من المطاط. وضعها قرب فوهة الأنبوبة واستمع إلى الصوت ثم حرك الأنبوبة بالتدريج حتى تسمع رنينا والشوكة معا عالياً من أقصر طول عمود ً رأسيا هوائي يحدث رنينا 1 ثم قس هذا ً مع الشوكة وليكن طوله فوق الماء الطول بالمسطرة.
3. كرر العمل السابق عدة مرات مع باقي الشوك الأخرى وسجل نتائجك في  الجدول المبين
4. ارسم علاقه بين مقلوب التردد على المحور X والطول L  على المحور Y
5. احسب الميل من الرسم البياني 
6. اوجد سرعه الصوت من العلاقة V=4* Slope 

جدول البيانات 

Slope =83.855

V=Slope * 4

V=335.42 m/s