Cộng hưởng ống mở: Độ dài quyết định cao độ

1 · Dự đoán

Một cột không khí mở (giống như một ống đàn organ mở) cộng hưởng ở tần số cơ bản được đặt theo chiều dài của nó. Nếu bạn sử dụng ống ngắn hơn, cao độ cộng hưởng sẽ tăng hay giảm?

2 · Thiết lập

  1. Mở cài đặt trước cộng hưởng đường ống và nhấn Reset. Ống mở ở cả hai đầu, trong không khí 20°C.
  2. Kích hoạt tính năng đọc tần số cơ bản trên đường ống.
  3. Đặt chiều dài ống cho mỗi lần thử và ghi lại tần số cơ bản.

3 · Thu thập dữ liệu

Chiều dài ống L (m)Bước sóng cơ bản λ (m)Tần số cơ bản f₁ (Hz)
0.30
0.50
0.70

Vẽ biểu đồ tần số cơ bản f₁ (trục y) theo 1/L (trục x) cho ba lần thử của bạn.

4 · Phân tích

  1. Đối với một lần thử, hãy tính f₁ = c/(2L) bằng cách sử dụng c = 331.3 ·√(1 + 20 /273.15) m/s cho không khí 20 °C. So sánh với bảng.
  2. Cơ bản của một ống hở hai đầu có bước sóng đầy đủ λ = 2L.

5 · Gia hạn

  1. Một ống kín ở một đầu (như kèn clarinet) chỉ hỗ trợ các sóng hài lẻ và có cơ bản f₁ = c/(4L) — một nửa tần số của thí nghiệm này trong cùng một độ dài. Tại sao việc đóng một đầu lại có thể tăng gấp đôi bước sóng hiệu dụng?
  2. Nếu bạn chơi ống này ngoài trời vào một ngày lạnh hơn nhiều, liệu cao độ cộng hưởng của nó tăng lên hay giảm xuống?

Vật lý đằng sau thí nghiệm này

Cơ bản về đường ống mở

Một cột không khí mở ở cả hai đầu sẽ cộng hưởng với bước sóng đầy đủ gấp đôi chiều dài của nó (λ = 2L), tạo ra tần số cơ bản f₁ = c/(2L) — mối quan hệ tốc độ-bước sóng giống như bất kỳ sóng nào áp dụng cho âm thanh trong không khí.

← Quay lại thử nghiệm

Sóng & Âm thanh

138 Phiếu Bài Tập Thí Nghiệm Vật Lý Miễn Phí Có Thể In