Sóng truyền trên dây: Tốc độ, tần số và bước sóng

1 · Dự đoán

Một sợi dây chịu lực căng không đổi mang theo một sóng truyền đi. Nếu bạn điều khiển nó ở tần số cao hơn, điều gì sẽ xảy ra với bước sóng?

• Bước sóng ngày càng ngắn hơn - tốc độ sóng không đổi, do đó tần số cao hơn sẽ thu hẹp mô hình.
• Bước sóng dài hơn ở tần số cao hơn.
• Bước sóng không thay đổi theo tần số.

2 · Thiết lập

1. Mở cài đặt trước sóng di chuyển và nhấn Đặt lại. Độ căng của dây (120 N) và mật độ tuyến tính (0,01 kg/m) là cố định.
2. Cho phép đọc bước sóng trên chuỗi.
3. Đặt tần số truyền động cho mỗi lần thử và ghi lại bước sóng khi mẫu ổn định.

3 · Thu thập dữ liệu

Vẽ đồ thị bước sóng λ (trục y) theo 1/f (trục x) cho ba lần thử của bạn. Đường thẳng có đi qua gốc tọa độ không?

4 · Phân tích

1. Đối với một lần thử, hãy tính v = √(T/μ) bằng T = 120 N và μ = 0.01 kg/m, rồi λ = v/f. So sánh cả hai với bảng.
2. Tốc độ sóng là như nhau trong cả ba lần thử. Giải thích, sử dụng v = fλ, tại sao tăng gấp đôi tần số thì bước sóng phải giảm một nửa.

5 · Gia hạn

1. Nếu bạn tăng độ căng của dây thay vì tần số của nó thì tốc độ truyền sóng sẽ tăng hay giảm? Bước sóng ở tần số cố định sẽ dài hơn hay ngắn hơn?
2. Tốc độ của sóng phụ thuộc vào môi trường (độ căng và mật độ tuyến tính ở đây), chứ không phụ thuộc vào tốc độ bạn lắc dây. Giải thích tại sao tần số và tốc độ sóng là những đại lượng độc lập mà bạn đặt riêng.

Vật lý đằng sau thí nghiệm này

← Quay lại thử nghiệm