سوال ۱۱ — سؤال ۱۱ امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی — دی ۱۴۰۴

الف) تندی صوت در هوا

ب) دو میکروفون را مطابق شکل به یک زمان‌سنج حساس متصل می‌کنیم. وقتی چکش را به صفحهٔ فلزی بکوبیم، امواج صوتی که به سمت دو میکروفون روانه می‌شوند، نخست میکروفون نزدیک‌تر و سپس میکروفون دورتر را متأثر می‌سازند. با استفاده از زمان‌سنج می‌توانیم تأخیر زمانی بین دریافت صوت توسط دو میکروفون را ثبت کنیم و با استفاده از رابطهٔ $v = \dfrac{\Delta x}{\Delta t}$ تندی صوت را در هوا اندازه بگیریم.

الف) در این آزمایش فاصلهٔ دو میکروفون با خط‌کش و زمانی که صوت این فاصله را می‌پیماید با زمان‌سنج اندازه گرفته می‌شود؛ از این دو، تندی صوت در هوا به دست می‌آید.

ب) مراحل آزمایش به ترتیب:

1. دو میکروفون را در فاصلهٔ معلومی از هم (فاصلهٔ $\Delta x$ که با خط‌کش خوانده می‌شود) روی یک خط قرار می‌دهیم و هر دو را به یک زمان‌سنج حساس وصل می‌کنیم.
2. با چکش به صفحهٔ فلزی ضربه می‌زنیم تا صوت کوتاهی تولید شود.
3. صوت ابتدا به میکروفون نزدیک‌تر و کمی بعد به میکروفون دورتر می‌رسد. زمان‌سنج حساس، تأخیر زمانی $\Delta t$ بین دریافت صوت توسط این دو میکروفون را ثبت می‌کند.
4. تندی صوت در هوا را حساب می‌کنیم:

$$v = \frac{\Delta x}{\Delta t}$$

چون زمان‌سنج فقط اختلاف زمان رسیدن صوت به دو میکروفون را می‌سنجد، لازم نیست لحظهٔ دقیق ضربهٔ چکش را بدانیم.