ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

«МИФИ»
Виброгенератор
для получения фигур Хладни

Исполнители:
Студенты НИЯУ «МИФИ»:  Р.Р.Бикбулатов
  Группы Б17-601 Ф.Ю.Абрашин
  Е.Р.Зуева
  Е.С.Башун
Ученики центра образования №548 Ю.В.Иванова
  «Царицыно» К.Толстобров
10 класс А.А. Краснова
 
Руководитель проекта:            
Ведущий инженер каф. 18 И. И. Родько


 
МОСКВА 2017

лабораторной аппаратуры для школ с физико-математическим уклоном для наглядной демонстрации

волновых фигур, образуемых скоплением мелких частиц (например, песка) вблизи пучностей или узловых линий на поверхности упругой колеблющейся пластинки.

Цель работы: Воссоздание фигур Хладни с помощью специального прибора-виброгенератора с возможностью регулирования частоты механических колебаний, на поверхности металлической пластины.

Основные задачи работы: 
Сборка и установка устройства, помогающего получить изображение фигур Хладни на металлических пластинах в автоматическом режиме и проведение различных экспериментов.
Получение картины фигур Хладни из сыпучего материала при помощи виброгенератора переменного тока. 
Экспериментальное исследование описываемого явления. 
Теоретическая интерпретация наблюдаемого эффекта, а также трансформации песчаных фигур при изменении частоты механических колебаний генератора.

телах.
Стоячие волны могут образовываться в телах любой формы, а

не только в таких сильно удлиненных телах, как струна или шнур. Неподвижные места стоячей волны – ее узлы представляют собой поверхности, рассекающие объем тела на участки, в середине которых наиболее сильны колебания (пучности). Т.е. представляет собой пластинку (плоскою или изогнутую). Узловые поверхности можно считать узловыми линиями.

Рисунок 1.Профиль стоячей волны

немецкий физик Эрнст Хладни. На пластинку из стекла, металла или

дерева, закрепленную в какой-либо одной точке, насыпается песок. Стоячие волны в пластинке в нашем проекте возбуждаются с помощью виброгенератора. Песок сбрасывается с пучностей и собирается на узловых линиях, образуя так называемые фигуры Хладни. Эти фигуры дают картину узловых линий, рассекающих поверхность пластинки при ее колебаниях. Вид фигур зависит от формы пластинки, положения закрепленной точки, частоты возбуждаемых колебаний. Явление стоячих волн в объеме тела дают нам колебания воздуха внутри какой-либо твердой оболочки (прим. музыкальные инструменты: труба, флейта, ксилофон)

Рисунок 2.1
Картина фигуры Хладни при 4840 Гц
Рисунок 2.2
Картина фигуры

Хладни при 4049 Гц

Рисунок 2.3
Картина фигуры Хладни при 1820 Гц

Рисунок 2.4
Картина фигуры Хладни при 3835 Гц

принадлежностей
Рисунок 3. Виброгенератор малых частот ЛГШ-402
Рисунок 4. Вибростол ГВС(Б)-02

Регулировка частоты в выбранном диапазоне.
3-RANGE-Hz: Выбор частотного диапазона сигнала.
4-VCF: Входной

разъём для сигнала управления частотой.
5-OUTPUT: Разъём выходного сигнала.

Рисунок 6. Генератор сигналов UTG9000C

Квадратная пластина

самовывоз)
Генератор сигналов UTG9002C(основной вариант) ---------------------7500 рублей(бесплатный самовывоз)
Набор соединительных проводов(6 шт.)

–---------597 рублей(бесплатный самовывоз)
Кварцевый песок(3 кг)------------------------------------------357 рублей(бесплатный самовывоз)
Итог : 21128 рублей

изучен принцип формирования фигур Хладни
Была составлена концепция установки и программной

части нашей работы согласно поставленным целям.