BÁO CÁO THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM Thực hành: XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ TRUYỀN ÂM 26/11/2015 Thành viên: Vũ Đức Khải, Trịnh Cơng Linh I MỤC ĐÍCH: - Hiểu phương án đo bước sóng âm khơng khí - Dựa vào tượng cộng hưởng âm cột không khí dao động nguồn âm Đo bước sóng  biết trước tần số f, từ suy tốc độ v âm khơng khí rèn luyện kỹ sử dụng dụng cụ thực hành II CƠ SỞ LÝ THUYẾT: - Từ điều kiện để có sóng dừng cột khơng khí, suy chiều dài cột  khơng khí thỏa: l = m với: m = 1, 3, 5,… xảy cộng hưởng → Chiều dài cột khơng khí ống có giá trị: N B N B N B N B N B N B /4 3/4 5/4 444 7/4  3 5 7 , , , , xảy 4 4 tượng cộng hưởng, ta nghe thấy âm to Lúc đó, đầu hở ống bụng B, đầu kín ống nút N Khoảng cách hai nút hai bụng liên tiếp λ/2 - Từ công thức:  = v f biết trước f đo λ, ta tính v III PHƯƠNG ÁN THÍ NGHIỆM 1, Phương án 1: a) Dụng cụ thí nghiệm: - Ống nhựa hình trụ dài 70 cm, đường kính 3-4 cm, gắn đầu vòng đệm nhựa dày cm có đường kính lỗ cm - Ống nhơm dài 72 cm, đường kính cm, đồng trục với xilanh có đầu gắn khối trụ nhựa (pittông) dài cm, đường kính 3-4 cm - Nguồn âm: âm thoa la có tần số f= 400 Hz  10 Hz máy phát âm tần dạng sin có f1=880 Hz nối với loa nhỏ - Thước chia đến milimet dán lên cán pittơng - Gía đỡ xilanh, nguồn âm b) Tiến trình thí nghiệm: - Lắp xilanh lồng pittông âm thoa lên giá cho nhánh âm thoa nằm mặt phẳng chứa trục xilanh, vng góc với trục xilanh nhánh âm thoa nằm gần sát đầu hở xilanh - Dịch pittông trùng với đầu hở xilanh Khi đàu xilanh trùng với vạch số thước cán pittông - Dùng máy phát âm tần phát vào nhánh âm thoa, đồng thời dịch chuyển dần pittông xa đầu hở xilanh Lắng nghe âm phát để xác định vị trí pittông nghe thấy âm to Đọc ghi vào bảng số liệu - Lặp lại bước làm thí nghiệm lần để xác định ghi vào bảng số liệu độ dài l tương ứng cột khí xilanh có cộng hưởng âm lần đầu Tính l l = l max − l , ghi vào bảng số liệu - Dịch chuyển pittông xa đầu hở xilanh lắng nghe âm phát để xác định độ dài l’ cột khí xilanh có cộng hưởng lần - Lặp lại thí nghiệm lần để xác định l’ tương ứng, tính l ' ghi vào bảng số liệu + Tính  = 2(l ' − l )  = 2(l ' + l )  f + Biết tần số âm phát từ âm thoa, tính v =  f v = v ( + ) , ghi vào  f báo cáo thí nghiệm Phương án 2: a) Dụng cụ thí nghiệm: - Ống nhựa suốt A dài 60 cm, đường kính  cm, bịt kín đầu nút cao su có cắm đoạn ống nhơm - Ống nhựa mềm dài 80 cm, đường kính khoảng cm, dùng để nối thơng ống A ới bình B cách nối vào hai đoạn ống nhôm - Nguồn âm: máy phát âm tần phát âm dạng sin có f1 = 400 Hz  10 Hz, f2 = 880 Hz  10 Hz nối với loa nhỏ, âm thoa la có tần số f= 440 Hz búa gõ âm thoa cao su - Thước chia đến milimét - Giá đỡ ống A, bình B nguồn âm b) Tiến trình thí nghiệm: - Nối ống A với bình B nhờ ống nhựa mềm, lắp chúng nguồn âm lên giá cho nguồn âm sát vào đầu hở ống A - Hạ bình B xuống vị trí thấp đổ nước vào gần đầy bình Nâng bình lên cao để nước dâng lên gần sát đầu ống A - Cho nguồn âm phát với f1 = 440 Hz Hạ dần bình B xuống để tăng dần độ dài cột khí ống A Lắng nghe âm phát để xác định ghi vào bảng số liệu độ dài l cột khí ống A thấy âm ta - Lặp lại bước thí nghiệm bốn lần để xác định ghi vào bảng số liệu độ dài l tương ứng _ cột khí có cộng hưởng âm lần đầu - Tính l, l ghi vào bảng số liệu Tiếp tục hạ bình B xuống thấp có cộng hưởng âm lần thứ hai Xác định độ dài l’ cột khí ghi vào bảng số liệu - Tiến hành thêm bốn lần _ để xác định l’ ghi vào bảng số liệu * Tính ghi vào bảng số liệu l’, l’: _ - Tính  ,  , v, v với tần số âm phát f1 = 440 Hz  10 Hz - Tiến hành thí nghiệm ứng với tần số âm phát từ nguồn âm f2 = 880 Hz  10 Hz IV.KẾT QUẢ : * Đối với f1 = 440 Hz  10 Hz Chiều dài cột khơng khí Khi có cộng hưởng âm lần đầu l (cm) Khi có cộng hưởng âm lần hai l’ (cm) Lần Lần Lần Lần Lần Giá trị trung bình Sai số tuyệt đối 18,5 19,0 19,0 18,6 18,9 18,8 0,25 57,0 56,5 57,3 57,2 56,6 56,9 0,4 * Xử lý số liệu đánh giá sai số ▪  = ( l ' − l ) = 2x(56,9-18,8) = 76,2 (cm) ' ▪  = ( lmax + lmax ) = 2x(0,25+0,4) = 1,3 (cm) ▪ v = f = 0,762 x 440 = 335,28 (m/s) (với: f = 440 Hz  10Hz) 10   1,3  f  + +  = 335,28 x   = 13,33 (m/s) f     76, 440  ▪ v = v  ▪ v = v  v = 335,28  13,33 (m/s) * Đối với f1 = 880 Hz  10 Hz Chiều dài cột khơng khí Khi có cộng hưởng âm lần đầu l (cm) Khi có cộng hưởng âm lần hai l’ (cm) Lần Lần Lần Lần Lần Giá trị trung bình Sai số tuyệt đối 9,5 9,6 9,4 9,3 9,5 9,5 0,15 28,5 28,6 28,6 28,5 28,4 28,5 0,1 * Xử lý số liệu đánh giá sai số ▪  = ( l ' − l ) = x (28,5 - 9,5) = 38 (cm) ' ▪  = ( lmax + lmax ) = x (0,15 + 0,1) = 0,5 (cm) ▪ v = f = 0,38 x 880 = 334,4 (m/s) (với: f = 880 Hz  10 Hz )  f + f   ▪ v = v   0,5 10   +  = 334,4 x   = 8,2 (m/s)  38 880   ▪ v = v  v = 334,4  8,2 (m/s) VI NHẬN XÉT: Muốn thí nghiệm có kết xác phải làm thí nghiệm nhiều lần suy giá trị trung bình thực thế, khó xác định vị trí bụng sóng, nút sóng phải dùng tai nghe để xác định  ... lên cao để nước d ng lên gần sát đầu ống A - Cho nguồn âm phát với f1 = 440 Hz Hạ d n bình B xuống để tăng d n độ d i cột khí ống A Lắng nghe âm phát để xác định ghi vào bảng số liệu độ d i l... Phương án 2: a) D ng cụ thí nghiệm: - Ống nhựa suốt A d i 60 cm, đường kính  cm, bịt kín đầu nút cao su có cắm đoạn ống nhôm - Ống nhựa mềm d i 80 cm, đường kính khoảng cm, d ng để nối thơng... sát đầu hở xilanh - D ch pittông trùng với đầu hở xilanh Khi đàu xilanh trùng với vạch số thước cán pittông - D ng máy phát âm tần phát vào nhánh âm thoa, đồng thời d ch chuyển d n pittông xa đầu