Dao động và cộng hưởng của cột khí気柱（きちゅう）の振動（しんどう）と共鳴（きょうめい）

Kiến thức要点

• 気柱（きちゅう）cột khí

  Cột khí là thể tích không khí chứa bên trong ống, dao động khi có sóng âm truyền qua.

  気柱（きちゅう）とは、管内（かんない）部（ぶ）に存在（そんざい）する空気（くうき）の柱（はしら）であり、音波（おんぱ）の伝播（でんぱ）に伴（ともな）い振動（しんどう）します。

• 閉管（へいかん）ống đóng

  Ống đóng là ống có một đầu kín và một đầu mở, đầu kín luôn là nút sóng còn đầu mở là bụng sóng.

  閉管（へいかん）とは、一方（いっぽう）の端（はし）が閉（と）じ、他方（たほう）の端（はし）が開（ひら）いている管（くだ）のことで、閉（へい）端（たん）が節（ふし）、開（ひらけ）端（はし）が腹（はら）となります。

• 開管（かいかん）ống mở

  Ống mở là ống có hai đầu đều hở, cả hai đầu hở đều đóng vai trò là bụng sóng.

  開管（かいかん）とは、両端（りょうたん）が開（ひら）いている管（くだ）のことで、両（りょう）開（かい）端（たん）がともに波（なみ）腹（はら）となります。

• 開口（かいこう）端（たん）補正（ほせい）hiệu chỉnh đầu mở

  Hiệu chỉnh đầu mở là khoảng chênh lệch nhỏ khiến bụng sóng thực tế nằm nhô ra ngoài miệng ống một đoạn Delta l.

  開口（かいこう）端（たん）補正（ほせい）とは、実際（じっさい）の波（なみ）腹（はら）が管口（かんこう）よりもわずかに外側（そとがわ）の位置（いち）に形成（けいせい）される補正（ほせい）距離（きょり） Delta l のことです。

Cách làmしくみ

1. 01
   閉管（へいかん）（一端（いっぱし）固定（こてい））の解析（かいせき）

   Xét ống đóng (một đầu kín một đầu mở)

   Chiều dài l chứa số lẻ lần phần tư bước sóng: l = (2n - 1) * (lambda / 4), suy ra lambda_n = 4l / (2n - 1).

   管長（かんちょう） l は1/4波長（はちょう）の奇数（きすう）倍（ばい） l = (2n - 1) * (lambda / 4) となり、lambda_n = 4l / (2n - 1) です。

2. 02
   閉管（へいかん）の固有（こゆう）振動（しんどう）数（すう）の計算（けいさん）

   Tính tần số riêng ống đóng

   Áp dụng f_n = (2n - 1) / 4l * V, cho thấy ống đóng chỉ phát ra các họa âm bậc lẻ.

   f_n = (2n - 1) / 4l * V を適用（てきよう）し、閉管（へいかん）では奇数（きすう）倍（ばい）の倍（ばい）振動（しんどう）のみが発生（はっせい）することを確認（かくにん）します。

3. 03
   開管（かいかん）（両端（りょうたん）自由（じゆう））の解析（かいせき）

   Xét ống mở (hai đầu mở)

   Chiều dài l chứa số nguyên lần nửa bước sóng: l = n * (lambda / 2), suy ra lambda_n = 2l / n và f_n = n / 2l * V.

   管長（かんちょう） l は半（はん）波長（はちょう）の整数（せいすう）倍（ばい） l = n * (lambda / 2) となり、lambda_n = 2l / n および f_n = n / 2l * V です。

Công thức公式

Ví dụ例題