ท่อสั่นพ้อง

วัตถุประสงค์
เพื่อวัดอัตราเร็วของเสียงในอากาศในท่อ โดยวิธีกระตุ้นด้วยส้อมเสียงที่ทราบค่าความถี่ ให้อากาศในท่อสั่นพ้อง (เกิดการสั่นพ้อง ระหว่างการสั่นของลำอากาศกับการกระตุ้นของส้อมเสียง)
ทฤษฎี
การสั่นพ้องหรือการกำทอน คือปรากฏการณ์ที่เกิดจากระบบ 2 ระบบซึ่งระบบหนึ่งสั่นด้วยความถี่ธรรมชาติ อีกระบบหนึ่งสามารถปรับความถี่ได้ ถ้าเราปรับความถี่ของระบบนี้ให้เท่ากับความถี่ของระบบแรก จะทำให้ระบบแรกสั่นด้วยแอมปลิจูดมากขึ้นและสั่นนาน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเกิดการสั่นพ้องหรือกำทอน กำทอนของเสียงคือการเกิดคลื่นนิ่งในท่อทดลองนั่นเอง รูปข้างล่างเป็นการเกิดการสั่นพ้อง โดยเราต้องปรับความยาวของท่อทดลอง(โดยการปรับระดับน้ำ)ให้เกิดคลื่นนิ่ง นั่นแสดงว่าขณะนั้นความถี่ของคลื่นนิ่งในท่อทดลองเท่ากับความถี่ของแหล่งกำเนิด
จากรูปจะได้
สามารถคำนวณหาความยาวคลื่นได้จาก
โดย L คือความยาวของท่อ และ n คือจำนวนบัพ โดย n = 1,2,3,...
และ
ดังนั้นกำทอนในท่อปลายเปิดข้างหนึ่งจะเกิดเมื่อ
แต่ในการทดลองจริงนั้นตำแหน่งของปฏิบัพไม่ได้เกิดตรงปากท่อพอดี แต่จะอยู่เลยขึ้นมาด้านบนเป็นระยะทาง e ดังนั้นจะได้ว่า

ในที่นี่ e เป็นค่าเล็กๆที่ขึ้นอยู่กับรัศมีของท่อ และเรียก e ว่า "End Correction"

เราสามารถทำการทดลองเพื่อหาค่า l และ e ได้ จากนั้นก็หาอัตราเร็วของเสียงในอากาศจากสูตร

ซึ่ง f เป็นความถี่ของส้อมเสียงที่ใช้
อุปกรณ์การทดลอง

หลอด (ท่อ) Resonance Tube ซึ่งมีน้ำบรรจุภายใน

ส้อมเสียง

การทดลอง

เคาะส้อมเสียงเบาๆ แล้วนำไปจ่อที่เหนือปากท่อ โดยห่างจากปากท่อประมาณ 1 เซนติเมตร

 

ปล่อยให้ระดับน้ำลดลงเร็วพอสมควรแล้วสังเกตการก้อง

 

อ่านตำแหน่งของระดับน้ำขณะที่เกิดการก้องให้ละเอียดถึงระดับมิลลิเมตร เพื่อหาค่า L1 และL2

 

หมายเหตุ ควรทำการวัด L1 และ L2 อย่างละหลายๆครั้งเพื่อหาค่าเฉลี่ย

ทำการแก้สมการ

หาค่า l และ e ซึ่งค่า e นี้ไม่ควรเป็นลบ นอกจากทดลองไม่ดี และ e ก็ไม่ควรมีค่ามากนัก ไม่ควรเกิน 1 เซนติเมตร

จากนั้นคำนวณหาค่าอัตราเร็วของเสียงในอากาศโดยใช้

โดยใช้ค่า f ที่ตัวส้อมเสียง
รายงานผลทั้ง v และ e พร้อมทั้งความคลาดเคลื่อนของ v

 


 

ศัพท์วิทยาศาสตร์ ฉบับราชบัณฑิตสถาน

A  B  D  F  G  H  I  J  K  L  M  N  O  Q  R  S  T  U  V  W  X  Y 

                        ถ                                       อ   

นักวิทยาศาสตร    หน่วย      ศัพท์แผ่นดินไหวตัวอักษรจาก A-M   จาก N-Z

 

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

คำศัพท์คณิตศาสตร์ที่น่าสนใจ

หมวด : | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |

    ศัพท์เคมี    ศัพท์คณิตศาสตร์   ศัพท์ฟิสิกส์   

       บทความวิทยาศาสตร์      ศัพท์ชีววิทยา      สื่อการสอนฟิสิกส์      ศัพท์วิทยาศาสตร์    

 

กลับสู่หน้าแรก

กลับสู่หน้าแรกของโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

 

 

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

หน้าแรกในอดีต