Thí nghiệm vui · Vật lý 11 · Sóng
Đàn dây chun – sóng dừng và độ cao của âm
Căng dây chun trên hộp giấy để làm “đàn”: thay đổi độ căng và chiều dài để nghe âm cao thấp khác nhau.
🧰 Chuẩn bị
- Hộp giấy hoặc hộp nhựa không nắp
- 4 – 5 dây chun có độ dày khác nhau
- Hai cây bút chì làm ngựa đàn
🤔 Dự đoán trước khi làm
Kéo căng dây chun hơn thì âm phát ra cao hơn hay trầm hơn? Dây ngắn hơn thì sao?
Ghi dự đoán của em ra giấy, sau khi làm thí nghiệm hãy so sánh xem em đoán đúng không nhé!
🧪 Cách làm
- Lồng các dây chun quanh hộp, đặt hai bút chì kê dưới dây ở hai đầu hộp.
- Gảy từng dây, so sánh âm của dây mảnh và dây dày.
- Kéo căng một dây (hoặc dịch bút chì lại gần nhau để rút ngắn đoạn dây dao động), gảy lại và so sánh âm.
- Gảy mạnh rồi nhìn kĩ dây: thấy dây “nhoè” thành hình thoi.
👀 Hiện tượng
Bấm để xem hiện tượng (sau khi đã làm thí nghiệm)
Dây căng hơn, ngắn hơn, mảnh hơn thì âm cao hơn. Khi gảy, dây rung với hai đầu đứng yên và giữa dây rung mạnh nhất.
Em quan sát thấy:
💡 Giải thích
Bấm để xem giải thích
Dây đàn hai đầu cố định có sóng dừng khi \(\ell = k\dfrac{\lambda}{2}\). Âm cơ bản ứng với \(k = 1\): \(f = \dfrac{v}{2\ell}\), trong đó tốc độ sóng \(v\) tăng khi dây căng hơn hoặc mảnh hơn. Vì vậy rút ngắn dây hoặc căng dây đều làm tần số (độ cao của âm) tăng. Hộp giấy đóng vai trò hộp cộng hưởng làm âm to hơn.
Em hãy giải thích hiện tượng bằng kiến thức đã học:
🚀 Thử thêm
- Dùng ứng dụng đo tần số trên điện thoại để đo tần số các dây và kiểm chứng \(f \sim 1/\ell\).