BÀI 15. THỰC HÀNH ĐO TỐC ĐỘ TRUYỀN ÂM
Trang bìa
Trang bìa
BÀI 15. THỰC HÀNH: ĐO TỐC ĐỘ TRUYỀN ÂM
Ảnh
Khởi động
Giới thiệu bài
Ảnh
Giới thiệu bài
Câu hỏi khởi động
Khởi động: 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?
Trả lời: Để đo tốc độ truyền sóng âm trong không khí ta dùng một âm thoa có tần số đã biết để kích thích dao động của một cột không khí trong một bình thủy tinh. Thay đổi độ cao của cột không khí trong bình bằng cách đổ dần nước vào bình. Khi chiều cao của cột không khí ở một độ cao xác định thì âm phát ra nghe to nhất. Tiếp tục đổ thêm dần nước vào bình cho đến khi lại nghe được âm to nhất. Xác định chiều cao của cột không khí lúc sau và tính được tốc độ truyền âm trong không khí.
Dụng cụ thí nghiệm
Dụng cụ thí nghiệm
Dụng cụ thí nghiệm gồm: + Ống trụ làm bằng thuỷ tinh hữu cơ trong suốt, có đường kính trong 40 mm, dài 670 mm, có chia độ 0 : 660 mm (1). + Pít-tông làm bằng thép bọc nhựa, có vạch dấu, nối với dây kéo và ròng rọc, có thể di chuyển dễ dàng trong ống (2). + Máy phát tần số phát ra tín hiệu có dạng sin (3). + Một loa nhỏ (4). + Giá đỡ ống trụ (5).
Ảnh
Thiết kế phương án thí nghiệm
Thiết kế phương án
Thiết kế phương án: + Lắp ống trụ đã được lồng pit-tông ở trong ống lên giá đỡ, ghép loa sát đầu dưới của ống trụ (Hình 15.1). + Có thể sử dụng âm thoa thay cho loa.
Ảnh
Hoạt động thảo luận
Hoạt động 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?
- - Phương án thảo luận
Phương án: a) Khi pit-tông di chuyển, có những vị trí âm to nhất và vị trí không nghe thấy âm vì âm thanh phát ra và phản xạ trên pit-tông là hai sóng âm có cùng tần số nhưng truyền theo hai hướng ngược nhau và xuất hiện hiện tượng sóng dừng. b) Khoảng cách giữa vị trí liên tiếp của pit-tông mà âm thanh to nhất cho biết khoảng cách giữa hai điểm sóng dừng có biên độ cực đại từ đó cho phép xác định bước sóng của sóng âm: λ=2.|latex(l_1)−latex(l_2)|. c) Tạo sóng dừng bằng cách di chuyển pit-tông để độ dài cột không khí bằng số nguyên lần nửa bước sóng, đo khoảng cách giữa hai lần âm nghe to nhất, xác định tốc độ truyền âm trong không khí v=2df.
Tiến hành thí nghiệm
Tiến hành thí nghiệm
Các bước tiến hành: 1. Điều chỉnh máy phát tần số đến giá trị 500Hz. 2. Dùng dây kéo pít-tông di chuyển trong ống thuỷ tinh, cho đến lúc âm thanh nghe được to nhất. Xác định vị trí âm thanh nghe được là lớn nhất lần 1. Đo chiều dài cột khí lạ. Ghi số liệu vào Bảng 15.1. Thực hiện thao tác thêm hai lần nữa. 3. Tiếp tục kéo pít-tông di chuyển trong ống thuỷ tinh, cho đến lúc lại nghe được âm thanh to nhất. Xác định vị trí của pít-tông mà âm thanh nghe được là to nhất lần 2. Đo chiều dài cột khí lỵ. Ghi số liệu vào mẫu Bảng 15.1 Thực hiện thao tác thêm hai lần nữa.
Ảnh
Kết quả thí nghiệm
Kết quả thí nghiệm
Kết quả thí nghiệm: Bảng 15.1 Tần số nguồn âm f = ...+-...Hz
Ảnh
Xử lí tình huống
Tình huống 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 latex(l_1l_2) mà cần xác định qua latex(l_2-l_1).
Dặn dò
- Dặn dò
Ảnh
Dặn dò:
Ôn lại các kiến thức vừa học. Làm thêm bài tập trong sách bài tập. Chuẩn bị trước bài sau.
- Cảm ơn
Ảnh