Thực hành đo tần số và tốc độ truyền âm

Một ống dài, một đầu hở, đầu kia là mặt nước (hay piston) có thể dịch lên xuống. Loa phát âm đơn sắc tần số $f$ đặt gần miệng ống. Sóng âm đi xuống ống, phản xạ ở mặt nước và quay lại: hai sóng giao thoa thành sóng dừng trong cột khí.

• Mặt nước (đầu kín) là một nút của sóng dừng; gần miệng ống (đầu hở) là một bụng.
• Khi chiều dài cột khí $L$ thoả điều kiện $L\approx(2n+1)\dfrac\lambda4$, sóng dừng mạnh nhất và ta nghe âm to nhất: đó là cộng hưởng.
• Hai vị trí cộng hưởng liên tiếp cách nhau đúng $\dfrac\lambda2$:

Ưu điểm của việc dùng hiệu hai vị trí: khoảng đệm do bụng thật sự nằm hơi cao hơn miệng ống ("hiệu chỉnh đầu ống") bị triệt tiêu vì xuất hiện ở cả hai vị trí.

Dao động kí hiển thị điện áp theo thời gian. Với hệ số quét $k$ (ví dụ $0{,}5$ ms/ô), đo chu kì $T=n\cdot k$ ($n$ là số ô một chu kì chiếm), rồi $f=\dfrac1T$. Đo nhiều chu kì cùng lúc ($m$ chu kì chiếm $N$ ô) để giảm sai số: $T=\dfrac{N\,k}{m}$.

Ghi nhiều lần đo $\Delta L_1,\dots,\Delta L_m$ rồi:

1. giá trị trung bình $\overline{\Delta L}$; sai số từng lần $|\Delta L_i-\overline{\Delta L}|$ và sai số trung bình;
2. sai số của phép đo $\Delta(\Delta L)=\overline{|\Delta L_i-\overline{\Delta L}|}+$ sai số dụng cụ (thường nửa ĐCNN của thước);
3. $\bar v=2f\,\overline{\Delta L}$; sai số tỉ đối $\delta_v=\delta_f+\delta_{\Delta L}$ (hệ số $2$ là hằng, không cộng sai số); $\Delta v=\delta_v\,\bar v$.

• Cột khí một đầu kín: cộng hưởng khi có sóng dừng; hai vị trí liên tiếp cách $\dfrac\lambda2$.
• $\lambda=2\Delta L$, $v=\lambda f$; $f=\dfrac1T$ từ dao động kí.
• Sai số: $\delta_v=\delta_f+\delta_{\Delta L}$; $\Delta v=\delta_v\bar v$; $v_{\text{khí}}\approx331+0{,}6t$.