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作者mantour.bbs@ptt.cc (朱子) 看板: physics
標題Re: [問題] 利用共鳴空氣柱,測量音叉頻率。
時間批踢踢實業 (2007/06/23 Sat 20:11:12)
new1999:會超過管長0.8m 所以強迫 n=11                            06/23 19:38
new1999:是n=1...XD                                              06/23 19:38
new1999:而且題目要看仔細,題目上有說「只有」兩字                06/23 19:39
樓上正解^^


幫忙說明一下

上網查到原題目為

「某生做「共鳴空氣柱」實驗時,測得玻璃管的長度為0.80 公尺,今某生
先取音叉A 做實驗,測得只有當空氣柱長為0.50 公尺時,共鳴音量最大。
再取音叉B 做實驗,測得只有當空氣柱長為0.30 公尺時,共鳴音量最大,
則A 音叉與B 音叉的頻率比值為何?」

首先說明一下
做這個實驗的時候,音叉的頻率是固定的,假設是f
然後我們改變管長,看看在那些管長時會產生共鳴

由你寫出來的公式我們可以知道我們可以分別在

L = nv/4f , n = 1 , 3 , 5 時得到共鳴

但是我們改變管長的方法是在管中加水,改變液面的高度
所以我們的L最大就只能到跟管長一樣,最小可以到0

所以如果管長夠長,或音叉的頻率不太低

我們應該測到的是一係列的共振管長

從小到大記為 L1 , L2 , L3 , .... , Ln
n可以到多少就看你玻璃管有多長,如果你無限把管子加長理論上可以一直上去
而題目說 共振的長度 分別「只有」0.3 和0.5公尺時
那這兩個當然就是L1 , 表示L2以後的都超過管長的80公分了所以量不到

所以結論是,不管你量到幾個共震的長度
其中最短的那一個就是n=1


※ 引述《Beachboy (天煞孤星)》之銘言:
:   剛剛在算高中物理波動那章,算到一題80年日大的考題。
:   題目大約是這樣:
:    進行「共鳴空氣柱」實驗,玻璃管長度0.8m,分別測量兩支音叉A、B之共鳴音量最大
:    的空氣柱長度為0.5m和0.3m,問這兩音叉的頻率比為多少?
:    我們知道,當共鳴音量最大時,表示管內空氣柱和音叉共振,而且有駐波。
:    空氣駐長度L和駐波波長λ的關係是這樣:  (λ/4)n = L  , n = 1,3,5,...
:    另外,聲速和頻率、波長的關係是: v = f‧λ
:    綜合以上二式,得到:  f = nv/4L  ......... A
:    所以如果要解這題,從A式可以知道,
:    f(A):f(B) = n(A)/L(A) : n(B)/L(B)    (其中v相同,消去)
:    到這裡是我解的,但我看解答接著就直接也把n消去。
:    我想不清楚的地方在於,這兩支音叉各自發出某固定頻率的聲音。
:    管子的空氣駐內產生駐波,但有什麼條件可以判斷A、B產生的駐波
:    都是n=1(基頻)的頻率呢?
:    也許A剛好是n=3,B是n=5,這樣不可能嗎?
:    想了很久,還是不明白。XD

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※ 編輯: mantour         來自: 140.112.213.158      (06/23 20:11)
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