Lý thuyết Vật lí 11 Bài 15: Thực hành: Đo tốc độ truyền âm

Ống cộng hưởng hình trụ chứa nước đóng vai trò cột không khí có một đầu kín (mặt nước) và một đầu hở. Khi phát sóng âm có tần số $f$ vào miệng ống và hạ dần mực nước, tại các độ cao thỏa mãn điều kiện sóng dừng thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng làm âm nghe to nhất. Hiệu độ cao giữa hai lần liên tiếp âm to nhất bằng nửa bước sóng: $\frac{\lambda}{2} = L_{n+1} - L_n \implies v = \lambda f$.

Ống cộng hưởng hình trụ trong suốt có vạch chia milimet, bình thông nhau chứa nước để thay đổi mực nước, âm thoa phát âm chuẩn (hoặc loa nhỏ nối máy phát âm tần), búa gõ âm thoa, giá đỡ định vị.

Vì vị trí bụng sóng thực tế nằm nhô ra ngoài miệng ống một đoạn hiệu chỉnh miệng $\Delta L \approx 0,61 R$ (với $R$ là bán kính ống). Do đó dùng hiệu $L_2 - L_1 = \frac{\lambda}{2}$ sẽ tự động triệt tiêu sai số hiệu chỉnh miệng này.

Ở nhiệt độ phòng khoảng $20^\circ\text{C} - 25^\circ\text{C}$, tốc độ truyền âm trong không khí vào khoảng $343 - 346\text{ m/s}$. Giá trị tính toán thực nghiệm thường chênh lệch trong khoảng $330 - 350\text{ m/s}$ do ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm.