Bài 15. Thực hành: Đo tốc độ truyền âm

Tốc độ âm trong không khí: Phụ thuộc vào nhiệt độ.

$$v = 331 + 0,6t \quad (m/s)$$

với t là nhiệt độ (°C).

Tại 20°C: v ≈ 331 + 0,6×20 = 343 m/s ≈ 340 m/s

Tốc độ âm trong các môi trường khác:

• Nước: ≈ 1500 m/s
• Sắt: ≈ 5100 m/s
• Thuỷ tinh: ≈ 5600 m/s

Phương pháp 1: Dùng hiệu ứng dội âm

• Phát âm từ nguồn
• Đo thời gian nghe thấy âm phản xạ
• v = 2d/t

Phương pháp 2: Dùng giao thoa

• Dùng hai loa phát cùng âm
• Tìm vị trí cực đại, cực tiểu
• Tính λ từ khoảng cách vân
• v = λf

Phương pháp 3: Dùng resonance

• Dùng ống cộng hưởng
• Điều chỉnh chiều dài ống
• Tại resonance: L = (2k+1)λ/4

Thí nghiệm với ống cộng hưởng:

1. Chuẩn bị ống thủy tinh thẳng đứng, nguồn âm f đã biết
2. Đổ nước vào ống
3. Phát âm gần miệng ống
4. Điều chỉnh mực nước để nghe cộng hưởng
5. Ghi nhận chiều dài cột khí L₁
6. Tiếp tục giảm nước để tìm L₂, L₃...
7. Tính λ = 4(L₂ - L₁) và v = λf

Tính giá trị trung bình:

$$\bar{v} = \frac{\sum v_i}{n}$$

Sai số tuyệt đối:

$$\Delta v = \frac{\sum |v_i - \bar{v}|}{n}$$

Kết quả: v = v̄ ± Δv

So sánh với lý thuyết:

$$v_{lt} = 331 + 0,6t$$