Báo cáo thực hành: Đo tốc độ truyền âm trong không khí

BÁO CÁO THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM Bài thực hành: XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ TRUYỀN ÂM I. Kiến thức: Hiểu được phương án thí nghiệm để xác định tốc độ truyền âm. Kĩ năng: Dựa vào hiện tượng cộng hưởng âm[r]

Họ tên: Nhóm: Điểm

Lớp: 12A Ngày: Chuẩn bị (2 điểm)x1:

2 Kĩ thực hành (2 điểm)x1: Xử lí, đánh giá số liệu (3 điểm)x2:

Tổng:

BÁO CÁO THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM Bài thực hành: XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ TRUYỀN ÂM I MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU

1 Kiến thức: Hiểu phương án thí nghiệm để xác định tốc độ truyền âm

2 Kĩ năng: Dựa vào tượng cộng hưởng âm cột khơng 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

3 Thái độ: II CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Từ điều kiện để có sóng dừng cột khơng khí,

suy chiều dài cột khơng khí thỏa: m4

 

l

với: m = 1, 3, 5,… xảy cộng hưởng  Chiều

dài cột khơng khí ống có giá trị:

 ,  ,  , 

, nghe thấy âm to

Từ công thức:

v f  

biết trước f đo λ, ta tính v III DỤNG CỤ THỰC HÀNH

1 Ống cộng hưởng,trong suốt, dài 70 cm, đường kính 40 mm, có gắn thước milimet

2 Pittơng kim loại bọc nhựa, đường kính 38 mm, có vạch chuẩn xác định vị trí

3 Dây treo pittơng, dài 1,5m; đầu có móc treo Trụ thép inox đặc, dài 75 cm, đường kính 10mm Đế chân thép, có hệ vít chỉnh can Tay đỡ ống cộng hưởng

7 Rịng rọc, đường kính 40 mm,có ổ bi

8 Loa điện động Ω - W nối tiếp với điện trở 10 Ω - W, lắp hộp bảo vệ có cán trụ thép lỗ cắm điện

9 Khớp nối đa năng, có vít hãm

10 Máy phát tần số 0,1 – 1000 Hz; tín hiệu hình sin,điện áp cực đại 14 Vpp / Ω 11 Âm thoa 440 Hz

12 Âm thoa 512 hz

13 Búa gõ âm thoa, cán gỗ, đầu cao su

14 Bộ dây nối mạch điện, dài 50 cm, hai đầu có phích cắm IV TIẾN TRÌNH THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM

a) Đặt miệng ống công hưởng gần sát với mặt loa điện động Dùng hai dây dẫn có đầu phích nối loa điện động với lỗ cắm mặt sau máy phát tần số (Hình 3) Cắm phích lấy điện máy

/ / / /

phát tần số vào nguồn điện ~ 220 V Bật công tắc mặt sau máy phát tần số để chữ số hiển thị ô cửa tần số

- Vặn núm THANG ĐO sang vị trí 100 – 000 Hz

- Nhấn nút TĂNG nút GIẢM để điều chỉnh cho tần số hiển thị ô cửa TẦN SỐ đạt

giá trị f = 500 Hz

- Điều chỉnh núm BIÊN ĐỘ để nghe thấy âm phát từ loa

điện động vừa đủ to

b) Cầm đầu sợi dây có móc treo, thả cho mặt đáy pittông nằm gần sát đầu ống thủy tinh.Sau kéo từ từ pittơng lên để tăng dần độ dài l cột khơng khí ống thủy tinh Do có giao thoa sóng ơng từ loa truyền tới sóng âm phản xạ từ mặt pittơng, nên cột khơng khí xảy tượng cộng hưởng sóng dừng gồm nút ( có biên độ cực tiểu a = ) bụng (có biên độ cực đại a max) nằm xen kẽ cách độ dài l cột khơng khí có giá trị thích hợp bằng:

4 )

(  

 k

l

(1)

Với k = 0,1,2,3,… số nguyên bước sóng âm truyền khơng khí Vì thế, vừa kéo pittơng lên cao dần khỏi miệng ống thủy tinh vừa lắng nghe âm phát ta

xác định hai vị trí l1 l2 pittông thước milimet nghe thấy âm to Thực lần phép đo Ghi vị trí l1 l2 pittơng lần đo vào Bảng

Lần đo f = (500 ± 1) Hz

1

l (mm) l2(mm) d = l2 – l1(m) 2d (m)

1

(∆l)max = (∆l)max = = ………

Từ công thức ta suy khoảng cách d hai vị trí l1 l2 khoảng cách hai bụng

sóng có giá trị nửa bước sóng âm tức là:

2

  

l l

d

(2)

c) Căn giá trị khoảng cách d ghi Bảng 1, tính giá trị trung bình  sai số tuyệt đối

cực đại (∆) max bước sóng âm:

 = d=……… (m).

d) Xác định tốc độ v âm truyền không khí ( nhiệt độ phịng thí nghiệm) theo cơng thức :

v =  f = ……… (m/s).

Ghi chú: Có thể làm lại thí nghiệm với âm có tần số f = 600; 700; 800 Hz Với tần số, thực lần phép đo khoảng cách d hai vị trí l1 l2 pittông nghe thấy âm to Bảng

Lần đo f = (660 ± 1) Hz

1

l (mm) l2(mm) d = l2 – l1(m) 2d (m)

1

(∆l)max = (∆l)max = = ………

Bảng

Lần đo f = (780 ± 1) Hz

1

l (mm) l2(mm) d = l2 – l1(m)  2d (m)

1

(∆l)max = (∆l)max = = ………

V XỬ LÍ SỐ LIỆU, ĐÁNH GIÁ SAI SỐ Giả sử với f = 500 Hz

▪  2l2 l1 

▪  2l2max l1max 

▪ v f (với: f 500 Hz)

▪

f

v v f

 

 

    



 

▪ v v  v

V CÁC CÂU HỎI KIỂM TRA

Câu hỏi 1. Vì thí nghiệm trên, việc xác định bước sóng âm lại dựa vào việc tìm dộ dài

cột khí nghe thấy âm to mà khơng phải không nghe thấy âm ?

Câu hỏi 2. Để xác định tốc độ truyền âm khơng khí thí nghiệm trên, ta cần tìm độ dài

cột khí có cộng hưởng âm lần đầu rối tính bước sóng theo cơng thức: λ = 4l không? Tại ? Bài làm