Hai cộng hưởng liên tiếp: suy ống hở hay kín và chiều dài

Vật lý 11 · Ôn tập kiến thức THPT

Điều kiện “hai cộng hưởng liên tiếp” rất quan trọng. Ống hai đầu hở có các bậc nguyên của f₀; ống một đầu kín-một đầu hở có các bậc lẻ, nên hai đỉnh liền nhau cách2f₀.

Một cột khí lý tưởng cho hai tần số cộng hưởng liên tiếp300Hz và500Hz; không nhất thiết là hai đỉnh đầu tiên. Tốc độ âm340m/s,bỏ hiệu chỉnh đầu ống. Cần phân biệt hai đầu hở với một đầu kín.

Nếu hai đầu hở, khoảng giữa hai đỉnh liên tiếp là f₀=200Hz. Nhưng300/f₀=1,5 không là bậc nguyên, nên mô hình này không phù hợp dữ kiện liên tiếp.

Nếu một đầu kín, 2f₀=200 nên f₀=100Hz. Hai đỉnh là bậc lẻ3 và5, phù hợp. Vì f₀=v/(4L), chiều dài mô hình L=340/(4·100)=0,85m. Không lấy f₀=300 chỉ vì đó là số đo nhỏ hơn trong hai số đã ghi.

Tự luyện: đỉnh kế sau500Hz phải là700Hz trong mô hình đã chọn. Đỉnh dưới300Hz là100Hz. Hai đỉnh300,500 là liên tiếp ở phần bậc cao, nhưng không phải hai đỉnh thấp nhất của ống.

Nếu bỏ chữliên tiếp, các đỉnh300,500 cũng có thể là bậc3,5 của ống hai đầu hở với f₀=100Hz,L=1,70m; cònđỉnh400Hz chưa được ghi. Khi ấy dữ liệu hai số chưa đủ chọn loại ống. Thiết bị thực có suy hao hoặc đầu dò bỏ sót mộtđỉnh, nên phải xác minh điều kiện đo trước suy cấu trúc.

Ở mô hình nút-bụng của khôngkhí, nút dịch chuyển ởđầu kín vàbụng dịch chuyển gầnđầu hở; biếnthiên áp suất cóvị trí nút-bụng ngược lại. L làchiều dài hiệu dụng trong phép bỏhiệu chỉnh đầu, khôngkhẳng định luôn bằng sốđo hìnhhọc củaống thực. Đơnvị v/f làm; dùngHz=s⁻¹,khôngnhân thêm2π khi côngthức đãtheotần số thường.

Đọc tiếp: Ống một đầu kín · Nút bụng.