Âm thanh truyền trong một môi trường có tốc độ xác định, làm thế nào đo được tốc tốc độ truyền âm trong không khí bằng dụng cụ thí nghiệm?
Âm thanh truyền trong một môi trường có tốc độ xác định, làm thế nào đo được tốc tốc độ truyền âm trong không khí bằng dụng cụ thí nghiệm?
Nối máy phát tần số với loa, bật công tắc nguồn của máy phát tần số, điều chỉnh biên độ và tần số để nghe rõ âm (hoặc dùng búa cao su gõ vào một nhánh của âm thoa), đồng thời dịch chuyển dẫn pít-tông ra xa loa. Trả lời câu hỏi sau:
a) Khi pít-tông di chuyển, độ to của âm thanh nghe được thay đổi như thế nào?
b) Khoảng cách giữa hai vị trí liên tiếp của pít-tông mà âm thanh nghe được to nhất cho phép xác định đại lượng nào của sóng âm?
c) Cần đo đại lượng nào để tính được tốc độ truyền âm?
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiTham khảo:
Hiện tượng xảy ra trong ống thuỷ tinh là sóng dừng.
a) Khi pít-tông di chuyển, độ to của âm thanh nghe được sẽ thay đổi liên tục, có lúc to, có lúc rất nhỏ (hoặc không nghe thấy gì). Khi chúng ta nghe thấy to có nghĩa là tại đó đang có giao thoa với biên độ cực đại (hay bụng sóng), khi âm thanh rất nhỏ hoặc không nghe thấy là tại đó đang có giao thoa cực tiểu (nút sóng).
b) Khoảng cách giữa hai vị trí liên tiếp của pít-tông mà âm thanh nghe được to nhất cho phép xác định đại lượng bước sóng. Vì khoảng cách giữa hai vị trí liên tiếp của cực đại giao thoa bằng nửa bước sóng. Từ đó ta xác định được bước sóng của âm.
c) Để đo được tốc độ truyền âm ta cần xác định thêm đại lượng chu kì (tần số) dựa trên đồ thị xuất hiện ở máy phát tần số.
(Trả lời bởi HT.Phong (9A5))
Xử lí kết quả thí nghiệm
a) Tính chiều dài cột không khí giữa hai vị trí của pít-tông khí âm to nhất d = l2 – l1 = ?
b) Tính tốc độ truyền âm v = λ.f = 2df =?
c) Tính sai số δv = δd + δf =?
Δv=?
d) Giải thích tại không xác định tốc độ truyền âm qua l1, l2 mà cần xác định qua l2 – l1
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiKết quả thí nghiệm tham khảo và cách xử lí số liệu:
Với f1 = 440 Hz ± 10 Hz
Chiều dài cột không khí khi âm to nhất (mm)
Lần 1
Lần 2
Lần 3
Giá trị trung bình (l)
Sai số Δl
l1
186
189
188
188
1
l2
572
573
569
571
2
- Bước sóng trung bình \(\overline \lambda = 2\left( {\overline {{l_2}} - \overline {{l_1}} } \right)\)= 766 (mm)
- Δλ = 2(Δl2 + Δl1) = 2.(1 + 2) = 6 (mm)
- \(\overline v = \overline \lambda .\overline f \)= 0,766.440 = 337,04 (m/s)
- Δv = = 10,3 (m/s)
- v =\(\overline v \) ± Δv = 337,04 ± 10,3 (m/s)
- Không xác định tốc độ truyền âm qua l1, l2 mà cần xác định qua l2 – l1 vì sóng âm là sự lan truyền qua không khí, nếu xác định âm ở l1, l2 thì ta sẽ không xác định được trong khoảng từ đầu ống thủy tinh đến vị trí l1, l2 có những bụng sóng hay nút sóng nào.
(Trả lời bởi Hà Quang Minh)