شاه کلید نکات
شاه کلید سوال
اندازه گیری تندی صوت: یک روش ساده برای اندازه گیری تندی صوت به این ترتیب است: دو میکروفون را مطابق شکل به یک زمان سنج حساس متصل کنید. این زمان سنج می تواند بازه های زمانی را با دقت میلی ثانیه اندازه گیری کند. وقتی چکش را به صفحهٔ فلزی بکوبیم، امواج صوتی که به سمت دو میکروفون روانه می شوند، نخست میکروفون نزدیک تر وسپس میکروفون دورتر را متأثر می سازند. اختلاف فاصلهٔ میکروفون ها از محل برخورد چکش با صفحهٔ فلزی را اندازه می گیریم. با استفاده از زمان سنج می توانیم تأخیر زمانی بین دریافت صوت توسط دو میکروفون را ثبت کنیم. اکنون با استفاده از رابطهٔ \(v = \frac{{\Delta x}}{{\Delta t}}\) می توانیم تندی صوت را در هوا بیابیم. در صورتی که این اسباب را در مدرسه دارید با استفاده از آن، تندی صوت را در هوا اندازه بگیرید.
تحلیل فیزیکی آزمایش:
هنگامی که با چکش به صفحه فلزی ضربه میزنید، یک پالس صوتی به شکل موج طولی در هوا منتشر میشود. از آنجا که میکروفونها در فواصل متفاوتی نسبت به منبع تولید صدا قرار دارند، این موج ابتدا به میکروفون نزدیکتر میرسد و سپس با طی کردن مسافت بیشتر، میکروفون دوم را تحریک میکند. زمانسنج حساس که به هر دو میکروفون متصل است، دقیقاً همین تأخیر زمانی (اختلاف زمان رسیدن پالس به دو سنسور) را اندازه میگیرد.
نحوه محاسبه:
با داشتن فاصله بین دو میکروفون \((\Delta x)\) و تأخیر زمانی ثبتشده در دستگاه \((\Delta t)\)، میتوان تندی انتشار صوت را با استفاده از رابطه سینماتیکی زیر محاسبه کرد:
\(v = \frac{{\Delta x}}{{\Delta t}}\)
یک مثال عددی:
برای درک بهتر، فرض کنید فاصله بین دو میکروفون را دقیقاً ۱ متر تنظیم کردهاید \(.\,(\Delta x = 1\,m)\) اگر آزمایش را در شرایط استاندارد دمای اتاق (حدود ۲۰ درجه سانتیگراد) انجام دهید، تندی صوت در هوا تقریباً ۳۴۳ متر بر ثانیه خواهد بود. در این حالت، زمانسنج شما اختلاف زمانیِ کوچکی در حدود ۲/۹ میلیثانیه را روی نمایشگر خود ثبت خواهد کرد.
1736019749.png)
