Cảm biến âm là cảm biến có nguyên tắc hoạt động tương tự micrô. Khi sóng âm được truyền tới cảm biến thì nó sẽ chuyển tín hiệu âm thành tín hiệu điện có cùng tần số. Kết nối cảm biến âm với bộ xử lí số liệu sẽ thu được tín hiệu điện này trên màn hình (hình 10.4), dựa vào đồ thị và sự cài đặt tỉ lệ trục thời gian ban đầu ta có thể xác định được chu kì của tín hiệu.

Nếu có hai sóng âm tới cảm biến cách nhau một khoảng thời gian nào đó thì bộ xử lí số liệu cũng sẽ hiển thị đồng thời hai tín điện trên màn hình và cũng có thể xác định được hai thời điểm mà cảm biến bắt đầu ghi nhận hai sóng âm.

Từ các thông tin trên, hãy đưa ra một phương án thí nghiệm xác định tần số của sóng âm và tốc độ truyền âm với cảm biến âm và bộ xử lí số liệu.

Mục đích: Đo được tần số của sóng âm.

Dụng cụ:

– Nguồn âm (1):

+ Loa điện động (Hình 10.1a) được kết nối với máy phát tần số.

+ Âm thoa, búa và âm thoa gắn trên hộp cộng hưởng (Hình 10.1b).

– Micro (2) để chuyển dao động âm thành dao động điện.

– Dao động kí điện tử (3).

Tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Bố trí thí nghiệm như Hình 10.2.

Bước 2: Sử dụng nguồn âm là loa điện động, đặt loa gắn micro (chú ý đảm bảo không có nguồn âm khác ở gần).

Bước 3: Bật micro và dao động kí ở chế độ làm việc.

Bước 4: Bật máy phát tần số.

Bước 5: Điều chỉnh dao động kí để ghi nhận được tín hiệu. Lặp lại bước 2 đến bước 5 khi sử dụng nguồn âm là âm thoa.

Lưu ý: Ứng với mỗi loại nguồn âm, thực hiện thí nghiệm ít nhất 3 lần.

Báo cáo kết quả thí nghiệm:

- Dựa vào đồ thị dao động trên màn hình dao động kí, ghi kết quả đo vào bảng số liệu như Bảng 10.1.

- Từ số liệu đo được, xác định tần số sóng âm.

- Kết quả đo tần số sóng âm phát ra từ

+ Âm thoa: $f=\overline{f}\pm \Delta f=\mathrm{.....}$ 

+ Loa điện động: $f=\overline{f}\pm \Delta f=\mathrm{.....}$

Một số nguyên nhân gây ra sai số trong phương án thí nghiệm:

- Thao tác làm thí nghiệm chưa chính xác.

- Phòng thí nghiệm có lẫn các tạp âm khác (bộ thí nghiệm đặt gần một nguồn âm khác).

- Ghi kết quả chưa chính xác với kết quả thí nghiệm.

Đề xuất cách khắc phục:

- Thao tác thí nghiệm phải chính xác.

- Hạn chế đặt bộ dụng cụ thí nghiệm gần các nguồn âm khác.

- Thực hiện thao tác ghi kết quả đúng, phù hợp với kết quả thí nghiệm.