Chương II. Sóng

Bài 10. Thực hành: Đo tần số của sóng âm

Thực hành đo tần số của sóng âm bằng các phương pháp khác nhau.

🟡 Trung bình 45 phút

Lý thuyết Đo tần số của sóng âm

1 1. Sóng âm

Định nghĩa: Sóng âm là sóng cơ truyền trong các môi trường vật chất, có tần số từ 16Hz đến 20000Hz.

Phân loại âm:

  • Hạ âm: f < 16Hz (không nghe thấy)
  • Âm nghe được: 16Hz ≤ f ≤ 20000Hz
  • Siêu âm: f > 20000Hz (không nghe thấy)

Tốc độ âm:

  • Trong không khí (20°C): v ≈ 340 m/s
  • Trong nước: v ≈ 1500 m/s
  • Trong sắt: v ≈ 5100 m/s

2 2. Phương pháp đo tần số âm

Phương pháp 1: Dùng máy hiện sóng (oscilloscope)

  • Kết nối micro với máy hiện sóng
  • Đo chu kỳ T từ màn hình
  • Tính f = 1/T

Phương pháp 2: Dùng đồng hồ điện tử

  • Đếm số dao động N trong thời gian t
  • f = N/t

Phương pháp 3: Dùng ứng dụng điện thoại

  • Sử dụng app tuner hoặc spectrum analyzer
  • Hiển thị trực tiếp tần số

3 3. Cách sử dụng máy hiện sóng

Các bước đo:

  1. Bật máy, chỉnh độ sáng phù hợp
  2. Kết nối nguồn âm vào kênh đo
  3. ChỉnhVolt/Div để tín hiệu rõ nét
  4. Chỉnh Time/Div để thấy 2-3 chu kỳ
  5. Đọc chu kỳ T từ trục thời gian
  6. Tính f = 1/T

Lưu ý:

  • Chỉnh kích thước tín hiệu vừa màn hình
  • Đọc giá trị tại điểm giao trục

4 4. Sai số và đánh giá kết quả

Nguyên nhân sai số:

  • Độ phân giải của máy đo
  • Nhiễu từ môi trường
  • Sai số khi đọc giá trị

Cách giảm sai số:

  • Đo nhiều lần lấy trung bình
  • Tránh tiếng ồn xung quanh
  • Dùng thiết bị chất lượng cao

Viết kết quả: f = f̅ ± Δf

Các dạng bài tập

1 Dạng 1: Tính tần số từ chu kỳ

Phương pháp giải

Phương pháp:

  • Đọc chu kỳ T từ máy hiện sóng
  • f = 1/T

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ 1: Trên màn hình hiện sóng, 1 chu kỳ chiếm 4 ô, Time/Div = 2ms/ô. Tính f.
GIẢI

Giải:

T = 4×2 = 8 ms = 0,008 s

f = 1/0,008 = 125 Hz

VÍ DỤ 2
Ví dụ 2: Đếm được 50 dao động trong 2 giây. Tính tần số.
GIẢI

Giải:

f = N/t = 50/2 = 25 Hz

2 Dạng 2: Bài toán thực tế

Phương pháp giải

Phương pháp:

  • Áp dụng kiến thức đo lường vào tình huống thực tế
  • Chú ý đơn vị và sai số

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ 1 (Thực tế): Đo tần số âm thanh nốt La chuẩn (A4) bằng app điện thoại được 442Hz, trong khi chuẩn là 440Hz. Tính sai số tương đối.
GIẢI

Giải:

Sai số tuyệt đối: Δf = |442 - 440| = 2 Hz

Sai số tương đối: δ = 2/440 × 100% ≈ 0,45%

VÍ DỤ 2
Ví dụ 2 (Thực tế): Một chiếc đàn guitar phát nốt Đô giữa (C4) có tần số 261Hz. Tính bước sóng âm trong không khí.
GIẢI

Giải:

λ = v/f = 340/261 ≈ 1,30 m

VÍ DỤ 3
Ví dụ 3 (Thực tế): Siêu âm y tế tần số 3,5MHz dùng trong chẩn đoán thai. Tính bước sóng trong mô mềm (v=1540m/s).
GIẢI

Giải:

λ = v/f = 1540/(3,5×10⁶) ≈ 0,44 mm

Bước sóng nhỏ giúp phân giải chi tiết tốt.

Sẵn sàng thử thách bản thân?

Hoàn thành 15 câu hỏi để củng cố kiến thức và kiểm tra mức độ hiểu bài

Làm bài tập ngay

Các bài học trong chương: Chương II. Sóng