Đo tần số và tốc độ truyền âm

Micro biến dao động âm thành tín hiệu điện; dao động kí hiển thị tín hiệu theo thời gian. Lấy số ô ngang nhân với thời gian mỗi ô để được khoảng thời gian $\Delta t$. Nếu đoạn được chọn chứa $n$ chu kì thì: $$T=\frac{\Delta t}{n},\qquad f=\frac1T.$$ Nên đo trên nhiều chu kì và chọn hai điểm cùng trạng thái, chẳng hạn hai đỉnh. Không dùng số ô dọc hoặc thang điện áp để tính chu kì.

Cho âm có tần số $f$ đã biết truyền vào một cột khí có một đầu kín. Dịch pit-tông để tìm các vị trí âm nghe to nhất, tức các vị trí cộng hưởng. Hai chiều dài cộng hưởng liên tiếp chênh nhau gần nửa bước sóng: $$\lambda=2(L_2-L_1),\qquad v=f\lambda.$$ Dùng hiệu hai chiều dài giúp giảm ảnh hưởng của hiệu chỉnh đầu ống gần như không đổi. Cần giữ tần số nguồn ổn định, xác định đúng hai cộng hưởng liên tiếp, lặp phép đo và ghi nhiệt độ môi trường. Thực hành với âm lượng vừa phải, không áp tai sát nguồn âm lớn.

Giữ nguồn âm f = 500 Hz. Dịch vị trí pit-tông để tìm hai lần âm to nhất liên tiếp, lặp lại phép đọc: | Lần | L₁ (m) | L₂ (m) | L₂ − L₁ (m) | |---|---|---|---| | 1 | 0,160 | 0,500 | 0,340 | | 2 | 0,162 | 0,504 | 0,342 | | 3 | 0,161 | 0,502 | 0,341 | Hiệu trung bình d = 0,341 m, nên λ = 2d = 0,682 m và v = 341 m/s. Nếu bỏ sót một cộng hưởng giữa hai vị trí, hiệu đo không còn λ/2 và kết quả tốc độ bị sai. Khi đề cho Δd = 0,002 m, Δf = 2 Hz, có thể ước lượng sai số tương đối nhỏ: Δv/v ≈ Δd/d + Δf/f ≈ 0,99%, tức Δv ≈ 3,4 m/s trước làm tròn. Ghi nhiệt độ và môi trường khi đối chiếu tốc độ tham khảo.