Cột không khí trong ống thuỷ tinh có độ cao l, có thể thay đổi được nhờ điều chỉnh mực nước ở trong ống. Đặt một âm thoa trên miệng ống thuỷ tinh đó, khi âm thoa dao động nó phát ra một âm cơ bản, ta thấy trong cột không khí có một sóng dừng ổn định. Khi độ cao thích hợp của cột không khí có trị số nhỏ nhất l₀ = 12,5cm người ta nghe thấy âm to nhất. Tính tần số âm do âm thoa phát ra. Biết đầu A hở của cột không khí là một bụng sóng, còn đầu kín là nút sóng.

Đáp án:  ____

 

Đáp án đúng là "680"

Phương pháp giải

Sử dụng điều kiện để có sóng dừng về chiều dài dây

Lời giải

Sóng âm được phát ra từ âm thoa truyền dọc theo trục của ống  đến mặt nước bị phản xạ ngược trở lại. Sóng tới và sóng phản xạ  là hai sóng kết hợp do vậy tạo thành sóng dừng trong cột không khí.

Vì B là cố định  nên B là nút, còn miệng A có thể là bụng có thể là nút tuỳ thuộc vào chiều dài của cột không khí.

      + Nếu A là bụng sóng thì âm phát ra nghe to nhất.

      + Nếu A là nút sóng thì âm nhỏ nhất .

Khi nghe được âm to nhất ứng với chiều dài ngắn nhất l₀ = 12,5cm thì A là bụng sóng và B là một nút sóng gần A nhất.

Vì vậy, ta có: \[\frac{\lambda }{4} = {l_0} \Rightarrow {l_0} = 12,5.4 = 50cm\]

Tần số dao động của âm thoa: \[f = \frac{v}{\lambda } = \frac{{340}}{{{{50.10}^{ - 2}}}} = 680Hz\].