EJU 2010 年第 2 回 物理 第 12 题

考点
弦与管的振动·共鸣
领域
波动
难度
中等
标准答案
②

解析摘要

标准解析

分别列出开管与闭管的前三个频率

设管长为 LL、声速为 vv。两端开口时,两端都是位移波腹,允许频率为 fn=nv/(2L)f_n=nv/(2L),其中 n=1,2,3,…n=1,2,3,\ldots。第三个共鸣满足 3v/(2L)=840 Hz3v/(2L)=840\ \mathrm{Hz},所以开管基频为 v/(2L)=280 Hzv/(2L)=280\ \mathrm{Hz}。

封闭一端后,封闭端为位移波节,开口端仍为波腹。此时只允许奇数倍基频,频率由低到高为

v4L,3v4L,5v4L,…\frac v{4L},\quad\frac{3v}{4L},\quad\frac{5v}{4L},\ldots

同一管长下,闭管基频为开管基频的一半,即 140 Hz。第三个共鸣是它的 5 倍,得到 5×140=700 Hz5\times140=700\ \mathrm{Hz}。

“第三个共鸣”指频率序列中的第三项,不一定是基频的 3 倍。闭管缺少偶数谐波,必须先按允许模式列序,再选择第三项。

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