Đo tốc độ truyền âm – tiếng vang, hai micro và máy hiện sóng, siêu âm cùng pha

Phục vụ chủ đề Mô tả sóng của Vật lí 11 (Chương trình GDPT 2018), phần tốc độ truyền sóng và bài thực hành đo tốc độ truyền âm. Âm là sóng dọc; trong không khí ở 20 °C âm truyền với tốc độ khoảng 343 m/s, nhiệt độ tăng 1 °C thì tốc độ tăng khoảng 0,6 m/s (v ≈ 331 + 0,6θ). Mô phỏng cho đo tốc độ âm bằng ba cách: đo thời gian tiếng vang (v = 2d/t), đo độ trễ giữa hai micro trên máy hiện sóng (v = d/Δt) và đo bước sóng siêu âm bằng hai máy thu cùng pha (v = λf). Màn Tiếng vang: đặt khoảng cách tới tường, bấm Vỗ một lần hoặc Vỗ đều N khoảng; đồng hồ bấm giây có sai số do thời gian phản xạ của người bấm giờ, bảng tự ghi kết quả và đồ thị 2d theo t. Màn Hai micro: bấm Vỗ tay, chọn thang thời gian, kéo hai con trỏ tới đầu hai xung để đọc Δt, ghi số đo ở nhiều khoảng cách và vẽ đồ thị Δt theo d (hệ số góc 1/v). Màn Siêu âm cùng pha: dịch máy thu R2 tới các vị trí hai tín hiệu lại cùng pha, đồ thị vị trí theo số thứ tự có hệ số góc là bước sóng λ. Có trung bình, độ lệch chuẩn và đồ thị v theo nhiệt độ. Câu hỏi gợi ý: – Vì sao vỗ đều 20 khoảng theo tiếng vang cho kết quả tốt hơn đo một tiếng vang? – Vì sao đồ thị Δt theo d là đường thẳng và tính v từ hệ số góc thế nào? – Khi không khí nóng lên mà tần số f không đổi thì bước sóng siêu âm thay đổi thế nào?