Subversion Repositories svnkaklik

Rev

Rev 569 | Show entire file | Ignore whitespace | Details | Blame | Last modification | View Log

Rev 569 Rev 570
Line 1... Line 1...
1 
\documentclass[12pt,a4paper]{article}
 1 
\documentclass[12pt,a4paper,doubleside]{article}
2 
\usepackage[colorlinks=true]{hyperref}
 2 
\usepackage[colorlinks=true]{hyperref}
3 
\usepackage[utf8]{inputenc}
 3 
\usepackage[utf8]{inputenc}
4 
\usepackage[czech]{babel}
 4 
\usepackage[czech]{babel}
5 
\usepackage{graphicx}
 5 
\usepackage{graphicx}
6 
\textwidth 16cm \textheight 24.6cm
 6 
\textwidth 16cm \textheight 24.6cm
Line 18... Line 18...
18 
\end{abstract}
 18 
\end{abstract}
19 
\section{Úvod}
 19 
\section{Úvod}
20 
Prvním úkolem měření bylo zjistit závislost intenzity odraženého signálu od rovné kovové desku v závyslosti na úhlu mezi vysílačem a přijímačem.
20 
Prvním úkolem měření bylo zjistit závislost intenzity odraženého signálu od rovné kovové desku v závyslosti na úhlu mezi vysílačem a přijímačem.
21 
\section{Postup měření}
 21 
\section{Postup měření}
22 
Nejdříve jsme začali ověřováním zákonu úhlu drazu. Za tímto účelem, jseme k úhlo měru připevnili odraznou kovovou desku, kterou jsme pam pomocí UZ reproduktoru ozarovali pod několika zvolenými úhly. Jak je vidět v následujících tabulkách.
 22 
Nejdříve jsme začali ověřováním zákonu úhlu drazu. Za tímto účelem, jseme k úhlo měru připevnili odraznou kovovou desku, kterou jsme pam pomocí UZ reproduktoru ozarovali pod několika zvolenými úhly. Jak je vidět v následujících tabulkách.
- 
 
 23 
\begin{table}[htbp]
- 
 
 24 
\caption{Zákon odrazu}
- 
 
 25 
\begin{center}
- 
 
 26 
\begin{tabular}{|c|c|}
- 
 
 27 
\hline
- 
 
 28 
\multicolumn{ 2}{|c|}{Uhel dopadu: 70$^\circ$} \\ \hline
- 
 
 29 
Úhel[$^\circ$] & Intenzita [1] \\ \hline
- 
 
 30 
90 & 2,37 \\ \hline
- 
 
 31 
100 & 2,07 \\ \hline
- 
 
 32 
110 & 2,52 \\ \hline
- 
 
 33 
120 & 2,67 \\ \hline
- 
 
 34 
130 & 1,98 \\ \hline
- 
 
 35 
140 & 1,21 \\ \hline
- 
 
 36 
150 & 1,15 \\ \hline
- 
 
 37 
\end{tabular}
- 
 
 38 
\begin{tabular}{|c|c|}
- 
 
 39 
\hline
- 
 
 40 
\multicolumn{ 2}{|c|}{Uhel dopadu: 50$^\circ$} \\ \hline
- 
 
 41 
Úhel[$^\circ$] & Intenzita [1] \\ \hline
- 
 
 42 
90 & 1,37 \\ \hline
- 
 
 43 
100 & 1,72 \\ \hline
- 
 
 44 
110 & 2,59 \\ \hline
- 
 
 45 
120 & 2,67 \\ \hline
- 
 
 46 
130 & 2,58 \\ \hline
- 
 
 47 
140 & 2,37 \\ \hline
- 
 
 48 
150 & 1,86 \\ \hline
- 
 
 49 
\end{tabular}
- 
 
 50 
\begin{tabular}{|c|c|}
- 
 
 51 
\hline
- 
 
 52 
\multicolumn{ 2}{|c|}{Uhel dopadu: 40$^\circ$} \\ \hline
- 
 
 53 
Úhel[$^\circ$] & Intenzita [1] \\ \hline
- 
 
 54 
90 & 0,92 \\ \hline
- 
 
 55 
100 & 1,23 \\ \hline
- 
 
 56 
110 & 1,81 \\ \hline
- 
 
 57 
120 & 2,25 \\ \hline
- 
 
 58 
130 & 2,28 \\ \hline
- 
 
 59 
140 & 2,62 \\ \hline
- 
 
 60 
150 & 2,01 \\ \hline
- 
 
 61 
\end{tabular}
- 
 
 62 
\end{center}
- 
 
 63 
\label{odraz}
- 
 
 64 
\end{table}
- 
 
 65 
 
- 
 
 66 
%Graficke vyjadreni techto dat vypada takto:
- 
 
 67 
%\begin{figure}[h] \caption{Odrazy ultrazvuku od kovove desky} \label{obr1}
- 
 
 68 
% \begin{center} \includegraphics[width=5cm]{plot.ps} \end{center}
- 
 
 69 
%\end{figure}
- 
 
 70 
 
- 
 
 71 
Dalším naším úkolem bylo změření rychlosti zvuku a pomocí této experimentálně zjištěné rychlosti se pak pokusit určit neznámou vzdálenost. Naše měření jsme prováděli odrazem. a jeho výsledky zobrazuje tabulka \ref{rychlost}.
- 
 
 72 
Výpočtem s využitím informací z \cite{sonar} jsme z naměřených hodnot určili rychlost zvuku na $v_{z}=(321,8\pm6,8)m/s$
- 
 
 73 
 
23 
\begin{table}[htbp] \caption{Měření rychlosti zvuku}
 74 
\begin{table}[htbp] \caption{Měření rychlosti zvuku}
24 
	\begin{center}
 75 
	\begin{center}
25 
		\begin{tabular}{|c|c|}
 76 
		\begin{tabular}{|c|c|}
26 
		\hline Vzdalenost [cm] & cas[us$^\circ$]  \\ \hline
 77 
		\hline Vzdalenost [cm] & cas[us]  \\ \hline
27 
		5 & 420 \\ \hline
 78 
		5 & 420 \\ \hline
28 
		10 & 681 \\ \hline
 79 
		10 & 681 \\ \hline
29 
		15 & 1010 \\ \hline
 80 
		15 & 1010 \\ \hline
30 
		20 & 1260 \\ \hline
 81 
		20 & 1260 \\ \hline
31 
		25 & 1620 \\ \hline
 82 
		25 & 1620 \\ \hline
Line 36... Line 87...
36 
		50 & 3020 \\ \hline
 87 
		50 & 3020 \\ \hline
37 
		\end{tabular}
 88 
		\end{tabular}
38 
	\end{center}
 89 
	\end{center}
39 
\label{rychlost}
 90 
\label{rychlost}
40 
\end{table}
 91 
\end{table}
- 
 
 92 
Známou rychlost jsme následně využili k dopočtení neznámé vzdálenosti od překážky za pomoci časového posunu změřeného echa. Jak ukazuje tabulka \ref{vzdalenost}.
- 
 
 93 
\begin{table}[htbp]
- 
 
 94 
\caption{Měření vzdálenosti odrazem}
- 
 
 95 
\begin{center}
- 
 
 96 
\begin{tabular}{|c|c|c|}
- 
 
 97 
\hline cas[us] & \multicolumn{ 2}{|c|}{skutecna / zmerena vzdalenost [cm]}\\  \hline
- 
 
 98 
1720 & 27 & 27,67 \\ \hline
- 
 
 99 
1360 & 21 & 21,88 \\ \hline
- 
 
 100 
2000 & 32 & 32,18 \\ \hline
- 
 
 101 
2230 & 36 & 35,88 \\ \hline
- 
 
 102 
2410 & 39 & 38,78 \\ \hline
- 
 
 103 
2640 & 43 & 42,48 \\ \hline
- 
 
 104 
\end{tabular}
- 
 
 105 
\end{center}
- 
 
 106 
\label{vzdalenost}
- 
 
 107 
\end{table}
- 
 
 108 
U všech těchto měření bylo vhodné odečíst 50us spoždění  měřící aparatury (hlavně zesilovače).
- 
 
 109 
 
- 
 
 110 
Dalším úkolem bylo proměření Dopplerova posuvu, zde šlo již o náročnější měření s pohybujícím se vozíkem na kolejové dráze. Naměřené výsledky shrnuje tabulka \ref{doppler}.
- 
 
 111 
 
- 
 
 112 
\begin{table}[htbp]
- 
 
 113 
\caption{Měření Dopplerova posuvu}
- 
 
 114 
\begin{center}
- 
 
 115 
\begin{tabular}{|c|l|} \hline
- 
 
 116 
$f_0=40,42[kHz]$ & $v=0,61[m/s]$ \\ \hline
- 
 
 117 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,48} \\ \hline
- 
 
 118 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,49} \\ \hline
- 
 
 119 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,48} \\ \hline
- 
 
 120 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,48} \\ \hline
- 
 
 121 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,49} \\ \hline
- 
 
 122 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,48} \\ \hline
- 
 
 123 
\end{tabular}
- 
 
 124 
\begin{tabular}{|c|l|} \hline
- 
 
 125 
$f_0=40,39[kHz]$ & $v=0,46[m/s]$ \\ \hline
- 
 
 126 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,45} \\ \hline
- 
 
 127 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,44} \\ \hline
- 
 
 128 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,45} \\ \hline
- 
 
 129 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,44} \\ \hline
- 
 
 130 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,44} \\ \hline
- 
 
 131 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,44} \\ \hline
- 
 
 132 
\end{tabular}
- 
 
 133 
\begin{tabular}{|c|l|} \hline
- 
 
 134 
$f_0=40,48[kHz]$ & $v=0,4[m/s]$ \\ \hline
- 
 
 135 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,53} \\ \hline
- 
 
 136 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,53} \\ \hline
- 
 
 137 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,53} \\ \hline
- 
 
 138 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,52} \\ \hline
- 
 
 139 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,52} \\ \hline
- 
 
 140 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,52} \\ \hline
- 
 
 141 
\end{tabular}
- 
 
 142 
\begin{tabular}{|c|l|} \hline
- 
 
 143 
$f_0=40,47[kHz]$ & $v=0,5 [m/s]$ \\ \hline
- 
 
 144 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,53} \\ \hline
- 
 
 145 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,53} \\ \hline
- 
 
 146 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,53} \\ \hline
- 
 
 147 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,53} \\ \hline
- 
 
 148 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,53} \\ \hline
- 
 
 149 
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,53} \\ \hline
- 
 
 150 
\end{tabular}
- 
 
 151 
\end{center}
- 
 
 152 
\label{doppler}
- 
 
 153 
\end{table}
- 
 
 154 
 
- 
 
 155 
Nakonec následoval nejproblematičtější úkol a to měření difrakce. Zde bylo prakticky vyloučeno dodržet podmínky ze zadání ulohy \cite{sonar}, které specifikují vzdálenost mikrofonu od mřížky v rozsahu 3-4m. Z důvodu omezeného prostoru v laboratoři jsme tak měříli poize ve vzdálenosti 1,75m
- 
 
 156 
 
- 
 
 157 
\begin{table}[htbp]
- 
 
 158 
\caption{Měření difrakce na mřížce m=10mm}
- 
 
 159 
\begin{center}
- 
 
 160 
\begin{tabular}{|c|c|}
- 
 
 161 
\hline
- 
 
 162 
\multicolumn{ 2}{|c|}{Počet štěrbin N=1} \\ \hline
- 
 
 163 
offset[mm] & Intenzita[1] \\ \hline
- 
 
 164 
268 & 0,3 \\ \hline
- 
 
 165 
273 & 0,48 \\ \hline
- 
 
 166 
277 & 0,64 \\ \hline
- 
 
 167 
281 & 0,5 \\ \hline
- 
 
 168 
285 & 0,29 \\ \hline
- 
 
 169 
293 & 0,48 \\ \hline
- 
 
 170 
300 & 1,17 \\ \hline
- 
 
 171 
306 & 0,68 \\ \hline
- 
 
 172 
322 & 0,19 \\ \hline
- 
 
 173 
333 & 0,68 \\ \hline
- 
 
 174 
\end{tabular}
- 
 
 175 
\begin{tabular}{|c|c|}
- 
 
 176 
\hline
- 
 
 177 
\multicolumn{ 2}{|c|}{Počet štěrbin N=2} \\ \hline
- 
 
 178 
offset[mm] & Intenzita[1] \\ \hline
- 
 
 179 
292 & 0,79 \\ \hline
- 
 
 180 
326 & 0,95 \\ \hline
- 
 
 181 
271 & 0,94 \\ \hline
- 
 
 182 
301 & 0,45 \\ \hline
- 
 
 183 
264 & 0,43 \\ \hline
- 
 
 184 
33,2 & 0,47 \\ \hline
- 
 
 185 
\end{tabular}
- 
 
 186 
\begin{tabular}{|c|c|}
- 
 
 187 
\hline
- 
 
 188 
\multicolumn{ 2}{|c|}{Počet štěrbin N=3} \\ \hline
- 
 
 189 
offset[mm] & Intenzita[1] \\ \hline
- 
 
 190 
300 & 3,15 \\ \hline
- 
 
 191 
292 & 2,66 \\ \hline
- 
 
 192 
282 & 3,8 \\ \hline
- 
 
 193 
311 & 2,82 \\ \hline
- 
 
 194 
324 & 3,35 \\ \hline
- 
 
 195 
305 & 3,06 \\ \hline
- 
 
 196 
295 & 3,01 \\ \hline
- 
 
 197 
\end{tabular}
- 
 
 198 
\end{center}
- 
 
 199 
\label{difrakce}
- 
 
 200 
\end{table}
41
201
42 
\section{Diskuse}
 202 
\section{Diskuse}
43 
Díky našim měřícím podmínkám bych výsleky měření hodnotil spíše, jako velice informativní, neboť například zvláště při měření difrakce se v datech uplaťnovala jakákoli změna měřeného prostředí. (procházející kolegové, přesun přívodních vodičů, i samotný přesun měřícího mikrofonu). Při ověřivání zákonu odrazu byla zase problematická neznalost vyzařívacích charakteristik reproduktoru. Navíc díky absenci jakéhokoli mechanického vedení docházelo k vyosení snímače z jeho původní pozice. Tento jev by sice bylo možné částečně  eliminovat hledáním maxima signálu vždy pod zvoleným reflexním úhlem ale tato metoda by asi značně přesáhla měřící čas, který i tak byl velice napjatý.
203 
Díky našim měřícím podmínkám bych výsleky měření hodnotil spíše, jako velice informativní, neboť například zvláště při měření difrakce se v datech uplaťnovala jakákoli změna měřeného prostředí. (procházející kolegové, přesun přívodních vodičů, i samotný přesun měřícího mikrofonu). Při ověřivání zákonu odrazu byla zase problematická neznalost vyzařívacích charakteristik reproduktoru. Navíc díky absenci jakéhokoli mechanického vedení docházelo k vyosení snímače z jeho původní pozice. Tento jev by sice bylo možné částečně  eliminovat hledáním maxima signálu vždy pod zvoleným reflexním úhlem ale tato metoda by asi značně přesáhla měřící čas, který i tak byl velice napjatý.
44 
\section*{Závěr}
 204 
\section*{Závěr}
45 
Měřením jsme ověřili platnost zákona odrazu z geometrické optiky i pro zvukové vlny. Dále jsme zjistili, že rychlosti zvuku v našich laboratorních podmínkách se nijak zásadně neliší od tabulkových hodnot a též Dopplerův efekt je reálnou vlastností vlnění.
 205 
Měřením jsme ověřili platnost zákona odrazu z geometrické optiky i pro zvukové vlny. Dále jsme zjistili, že rychlosti zvuku v našich laboratorních podmínkách se nijak zásadně neliší od tabulkových hodnot a též Dopplerův efekt je reálnou vlastností vlnění.
46 
%\begin{thebibliography}{99}
 206 
\begin{thebibliography}{99}
- 
 
 207 
\bibitem{sonar}{\it Zadání úlohy 8 - sonar}. \href{http://praktika.fjfi.cvut.cz/Sonar}{http://praktika.fjfi.cvut.cz/Sonar}.
47 
%\end{thebibliography}
 208 
\end{thebibliography}
48 
\end{document}
 209 
\end{document}
49 
 
 210 
 
50 
 
 211 
 
51 
 
 212 
 
52 
 
 213