W wyniku wychylenia jakiegoś elementu objętości ośrodka sprężystego z położenia równowagi następują jego drgania (harmoniczne) wokół tego położenia. Dzięki sprężystym właściwościom ośrodka drgania te propagują się w ośrodku ( są przekazywane do dalszych jego części). Falą biegnącą nazywamy falę zagęszczeń i rozrzedzeń ośrodka, mogącą się rozchodzić w ciałach stałych, ciekłych i gazowych. Taką falę opisuje równanie:

Gdzie:

•  - tzw. częstotliwość kołowa,
•  - częstotliwość fali,
•  - liczba falowa, którą definiuje się poprzez poniższy związek z długością fali:

Prędkość rozchodzenia się fali w danym ośrodku () zależy od własności tego ośrodka i związana jest z następującym wzorem z długością oraz częstotliwością rozchodzącej się fali:

Częstotliwość fali  zadawana jest przez wytwarzające falę źródło i równa odwrotności okresu:

Z propagacją (rozchodzeniem się) fali w ośrodku sprężystym wiąże się przenoszenie energii przez drgające cząstki ośrodka (dzięki propagacji zaburzenia w materii), nie jest ono jednak związane z przenoszeniem masy (nie zachodzi ruch postępowy ośrodka jako całości).

• Przyrządy

• Włączamy oscyloskop, generator i wzmacniacz mikrofonowy
• Ustawiamy generator na częstotliwość dla której będziemy badać prędkość dźwięku
• Powoli odsuwamy mikrofon od źródła fali (głośnika) aż do momentu kiedy wykresy fal dźwiękowych na oscyloskopie pokryją się.
  Oznacza to, że przesuneliśmy mikrofon o długość fali.

Dokonujemy kilku pomiarów dla jednej częstotliwości aby uśrednić wyniki.

Uwaga!!! Bardzo ważna jest cisza gdyż hałas wpływa negatywnie na wyniki pomiarów.

W poniższej tabeli zebraliśmy wyniki naszych pomiarów dla kilku częstotliwości. Długości fali podane w tabeli są w milimetrach.

Do obliczenia prędkości dźwięku skorzystamy ze wzoru (3) przytoczonego na wstępie:        

Częstotliwość [kHz]	1,5	2	2,5	3	3,5
Średnia długość fali [mm]	220,25	193,25	154,25	123,75	107,25
Prędkość dźwięku [m/s]	330,375	386,5	385,625	371,26	375,375

Prędkość dźwięku w powietrzu w warunkach normalnych (temperatura 20°C, ciśnienie normalne 101325 Pa) wynosi: 343 m/s.

PODSUMOWANIE

Nasze wyniki są zbliżone do wartości tablicowej jednak najlepszy był ten uzyskany podczas dokonywania pomiarów dla częstotliwości 1,5 kHz.

Należy jednak pamiętać, że nasza szkoła znajduje się w centrum miasta i nawet pusta pracownia fizyczna po zakończonych zajęciach lekcyjnych nie jest w stanie zapewnić idealnej ciszy. Hałasy dochodzące z ulicy naszego miasta są możliwe do zniwelowania w specjalistycznym laboratorium gdzie wykorzystując metodę fali biegnącej można wyznaczyć prędkość dźwięku w powietrzu z dużą dokładnością.

Dlatego możemy uznać wyniki naszych pomiarów za zadowalające.

---