Thực hành vật lý đại cương - Xác định vận tốc truyền âm trong không khí
lượt xem 124
download
Mục đích thí nghiệm Khảo sát sự truyền sóng âm trong cột không khí, sự tạo thành sóng dừng và hiện tượng cộng hưởng sóng dừng. Xác định bước sóng và vận tốc truyền âm trong không khí.
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: Thực hành vật lý đại cương - Xác định vận tốc truyền âm trong không khí
- THỰC HÀNH VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG Bài 4. XÁC ĐỊNH VẬN TỐC TRUYỀN ÂM TRONG KHÔNG KHÍ I. Mục đích thí nghiệm Khảo sát sự truyền sóng âm trong cột không khí, sự tạo thành sóng dừng và hiện tượng cộng hưởng sóng dừng. Xác định bước sóng và vận tốc truyền âm trong không khí. II. Tóm tắt lý thuyết A.) Sự tạo thành sóng âm và vận tốc truyền sóng âm trong không khí 2U Phương trình truyền sóng dạng tổng quát: v2 U t 2 (4.1) Trong hệ tọa độ Đề các ba chiều toán tử Laplace có dạng:
- 2 2 2 2 2 x 2 y z (4.2) Tong trường hợp sự truyền sóng chỉ xảy ra theo một chiều x, phương trình truyền sóng có dạng: 2U 2U v2 2 t 2 x (4.3) Nghiệm của phương trình (4.3) cho ta: U(x,t) = U1(x+vt) + U2(x-vt) (4.4) Nếu dao động kích thích là một dao động điều hòa thì chúng có dạng: x x U1 U 0 sin (t ) , U 2 U 0 sin (t ) v v (4.5) Vận tốc truyền sóng âm v được xác định theo công thức: v E (4.6) B.) Sóng dừng và hiện tượng cộng hưởng sóng dừng trong cột không khí.
- 1> Sóng âm truyền trong ống một đầu kín một đầu hở. Ta có phương trình truyền sóng tổng hợp tại điểm M cách N một khoảng L=MN gây bởi sóng âm phát tại nguồn N (x1M) và sóng âm phản xạ (x2M) của nó: y xM x1M x2M 2a0 sin 2 cos2 ft . (4.8) y y Với: x1M a0 sin 2 f (t ) , x2M ao sin 2 f (t ) . v v Phương trình (4.8) cho thấy biên độ của sóng âm tổng hợp tại M: y a 2a0 sin(2 ) (4.9) Khi điều kiện cộng hưởng sóng dừng L (2k 1) được thỏa mãn, 4 ta suy ra: - Biên độ sóng dừng bằng 0 tại các vị trí : y k , với k = 0, 1, 2 2… - Biên độ sóng dừng đạt cực đại tại các vị trí: y (2k 1) , với k = 0, 4 1, 2…
- - Khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp cách đều nhau và bằng . 2 2> Sóng âm truyền trong ống hai đầu hở. Trong trường hợp cả hai đầu đều hở, khi có cộng hưởng sóng dừng, tại hai đầu hở của ống đều là bụng dao động, hay nút áp suất. Điều kiện cộng hưởng sóng dừng trong trường hợp này là: Lk với k = 1, 2, 3,… 2 (4.10) III. Kết quả thí nghiệm Bảng 1: Cộng hưởng sóng dừng trong ống một đầu kín một đầu hở Tần số âm: ƒ1 = 500 (Hz), Điều kiện cộng hưởng: L (2k 1) / 4 với k = 0, 1, 2, 3 L1 L2 L3 1 v1 f1.1 ∆v1 Lần đo 1 (mm) (mm) (mm) (mm) (m/s) (m/s)
- (mm) 1 170 525 880 2 175 528 882 707,66 2,56 3 173 527 879 Trung 172,67 526,67 880,33 bình 880 170 882 175 d1 355 (mm); d 2 353,5 (mm); 2 2 879 173 d3 353 (mm) 2 d1 L2 L1 L3 L2 880,33 172,67 353,83 (mm) 2 2 353,83 355 353,83 353,5 353,83 353 d1 0,78 (mm) 3
- 1 2.d1 2.353,83 707, 66 (mm) 1 2.d1 d1' d1 2. 0,5 0,78 2,56 (mm) Tần số âm: ƒ1 = 600 (Hz), Điều kiện cộng hưởng: L (2k 1) / 4 với k = 0, 1, 2, 3 L1 L2 L3 2 v2 f 2 .2 ∆v2 Lần đo 1 (mm) (mm) (mm) (mm) (m/s) (m/s) 1 140 435 730 2 141 438 732
- 3 140 437 731 Trung 140,33 436,67 731 bình Tần số âm: ƒ1 = 700 (Hz), Điều kiện cộng hưởng: L (2k 1) / 4 với k = 0, 1, 2, 3 L1 L2 L3 3 v3 f3 .3 ∆v3 Lần đo 3 (mm) (mm) (mm) (mm) (m/s) (m/s) 1 112 368 620
- 2 113 370 619 3 110 369 618 Trung 111,67 369 619 bình Bảng 2: Cộng hưởng sóng dừng trong ống hai đầu hở Chiều dài ống L = 1000 (mm) Điều kiện cộng hưởng L = k /2 với k = 1, 2, 3,….. Tần số cộng hưởng f (Hz) Lần đo Mode cơ Bậc 1 Bậc 2 Bậc 3 Bậc 4 bản
- 1 170 340 510 680 850 2 170 340 510 680 850 3 170 340 510 680 850 - Nhận xét kết quả: Theo lý thuyết , vận tốc truyền sóng âm trong không khí ở điều kiện áp suất 1 at và nhiệt độ được xác định bởi công thức: v v0 1 t 1 độ-1 ; v0 =332m/s là vận tốc truyền sóng âm trong không khí ở 173 00 C. Hãy tính giá trị vận tốc truyền sóng âm v ở điều kiện phòng thí nghiệm (đọc nhiệt độ trên nhiệt kế) và so sánh với các giá trị vận tốc truyền sóng âm v1, v2, v3 thu được từ kết quả thực nghiệm nêu trên.
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Báo cáo kết quả thực hành Vật lý đại cương 1
40 p | 3430 | 685
-
Báo cáo mẫu thực hành Vật lý đại cương 1
17 p | 3218 | 272
-
Báo cáo kết quả thực hành Vật lý đại cương 2
29 p | 1740 | 231
-
Giáo trình thực hành vật lý đại cương dành cho sinh viên ngành dược
85 p | 1284 | 192
-
Sai số trong thực hành vật lý đại cương
12 p | 2446 | 145
-
Lý thuyết thực hành thí nghiệm Vật lý đại cương - ĐH Thủ Dầu Một
20 p | 1239 | 137
-
Báo cáo mẫu thực hành Vật lý đại cương 2
21 p | 1887 | 126
-
Đề cương môn học thực hành Vật lý đại cương
8 p | 562 | 34
-
Thực hành vật lý đại cương - Khảo sát hiện tượng chuyển
10 p | 544 | 24
-
Tài liệu giảng dạy thực hành Vật lý đại cương A1
50 p | 96 | 15
-
Tài liệu giảng dạy Vật lý đại cương A2 (Phần thực hành)
45 p | 64 | 7
-
Giáo trình Thực hành vật lý đại cương 2: Phần 2 - TS. Lưu Thế Vinh
63 p | 24 | 6
-
Giáo trình thực hành Vật lý đại cương - Trường ĐH Thủ Dầu Một
87 p | 19 | 6
-
Thiết kế mới một số bài thí nghiệm vật lý đại cương
7 p | 78 | 5
-
Giáo trình Thực hành vật lý đại cương 2: Phần 1 - TS. Lưu Thế Vinh
67 p | 22 | 5
-
Nghiên cứu xây dựng hệ thống bài giảng thí nghiệm Vật lý đại cương B theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của sinh viên
3 p | 21 | 4
-
Bài giảng thực hành Vật lý đại cương - Lưu Bích Linh
148 p | 74 | 3
Chịu trách nhiệm nội dung:
Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA
LIÊN HỆ
Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM
Hotline: 093 303 0098
Email: support@tailieu.vn