- medžiagos
- Atsargumo priemonės
- Veikiantis
- Tinkami dažniai
- Kundto vamzdis: Rubenso vamzdžio pirmtakas
- Nuorodos
„ Rubens“ vamzdis yra prietaisas, kurį sudaro vamzdis su garsiakalbiu viename gale ir perforuotų elementų eilė, pro kurią išeina degios dujos, kurios užsidega, sukeldamos mažą liepsną.
Ši konstrukcija leidžia vizualizuoti garsiakalbio sukuriamas garso bangas vamzdyje. Ir tai be jokios abejonės parodo, kad garsas yra slėgio banga, nes degiųjų dujų srautas, kuris išeina per angas, yra proporcingas vietiniam tų pačių slėgiui.
1 pav. Rubenso vamzdis. Šaltinis: „wikimedia commons“
1 paveiksle pavaizduotas apšviestas Rubenso vamzdelis, kuriame galima pastebėti, kad liepsnos aukštis atitinka bangų modelį, kuris yra tiksliai toks, koks yra garsas.
Rubenso vamzdis pavadintas jo kūrėjo Heinricho Leopoldo Rubenso (1865 - 1922), kuris buvo garsus vokiečių fizikas ir inžinierius, vardu. Jo pagrindinė tyrimų sritis buvo elektromagnetinės spinduliuotės tyrimas infraraudonųjų spindulių srityje ir jo tyrimai buvo lemiami kuriant juodojo kūno spinduliuotės teorijas, kurios vėliau paskatino kvantinę fiziką.
1904 m. Heinrichas Rubensas pagamino savo garsųjį vamzdį, kurio ilgis iš pradžių buvo keturi metrai. Joje 200 perforacijų, esančių 2 centimetrų atstumu viena nuo kitos, viršuje.
medžiagos
-Pirma, vamzdeliu pieštuku ar žymekliu atsekiama linija. Taip pat būtina padaryti skersines žymes 1 cm atstumu ir 10 cm atstumu nuo vamzdžio galų, kurie skirti gręžti skyles.
- Su gręžtuvu su skylėmis, angos padarytos naudojant 1,5 mm skersmens grąžtą anksčiau padarytose žymėse.
- Viename vamzdžio gale dedamas sriegio-žarnos adapteris, o kitame - vamzdžio išėjimo anga, uždengiant pirštinės latekso gabalą kaip membraną. Tai tvirtai pritvirtinama maskuojamąja juosta ir pritvirtinama spaustuku, kuris uždedamas virš juostos, kad membrana nebūtų supjaustyta.
-Tada dujų balionas yra prijungtas, o membranos gale, kuris savo ruožtu buvo prijungtas prie garso stiprintuvo, uždedamas garsiakalbis. Signalas gali būti generuojamas naudojant mobilųjį telefoną, nes yra programų, skirtų garso signalams generuoti tam tikru dažniu.
- Galiausiai garso išvestis yra prijungta prie stiprintuvo, naudojant atitinkamus laidus. Schema parodyta 2 paveiksle. Užsidegus liepsnai, galite vizualizuoti garsus, kylančius iš Rubenso vamzdžio liepsnos.
Atsargumo priemonės
- Imkitės tinkamų atsargumo priemonių, nes ruošiatės dirbti su dujomis ir ugnimi, todėl eksperimentą reikia atlikti gerai vėdinamose vietose ir pašalinti visus degius daiktus bei medžiagas iš aplinkos.
- Venkite juodraščių.
- Atsargiai nepalikite prietaiso įjungtą per ilgai, kad nepažeistumėte garsiakalbio.
- Bangos modelį geriausiai galima pastebėti mažinant apšvietimo intensyvumą.
2 pav. Rubenso vamzdžio schema. Šaltinis: pačių sukurtas.
Veikiantis
Užsidegus dujoms, išeinančioms iš perforacijos, ir garso šaltiniui veikiant arti membranos, galima pastebėti, kaip įvairaus aukščio liepsna nubrėžia stovinčios bangos formą vamzdžio viduje.
Membrana yra tokia, kuri leidžia garsiakalbio ar šalia membranos esančio signalo sukuriamo garso slėgio impulsus perduoti į vamzdžio vidų, kurie atsispindi pasiekus kitą galą.
Dėl perduodamos ir atspindimos bangos superpozicijos susidaro slėgio skirtumai ir susidaro stovinčioji banga, kurios modelį atkuria liepsnos aukštis, pvz., Aukštesni plotai (smailės) ir sritys, kur liepsna vos išsiskiria (slėniai ar slėniai). mazgai).
Tinkami dažniai
Garsiakalbį galima prijungti prie kintamo dažnio bangų generatoriaus, kuris turi būti nustatytas atitinkamais dažniais, kad būtų galima pamatyti įvairius stovinčios bangos režimus, kurie susidaro vamzdžio viduje.
Tinkami dažniai priklauso nuo vamzdžio ilgio, ir santykis, kurį jie turi atitikti, yra toks:
Kur L yra ilgis ir n = 1, 2, 3, 4 …
Garsiakalbį taip pat galima prijungti prie muzikos grotuvo išvesties, kad muzikos garsas būtų atvaizduojamas per liepsną.
Kundto vamzdis: Rubenso vamzdžio pirmtakas
Rubenso vamzdis yra Kundto vamzdžio variantas, kurį sukūrė kitas vokiečių fizikas, vardu Augustas Kundtas, kuris 1866 m. Pastatė stiklinį vamzdelį, padėjo jį horizontaliai ir užpildė kamštienos gabalėliais arba sporų dulkėmis iš paparčio „Lycopodium“.
Tada vieną galą jis uždarė stūmokliu, o ant kito uždėjo lanksčią membraną, prie kurios pritvirtino garso šaltinį. Tai darydamas jis stebėjo, kaip sporų dulkės susikaupė ties stovinčios bangos, susidarančios vamzdžio viduje, mazgais, ir tada galima išmatuoti bangos ilgį.
Keičiant stūmoklio padėtį, tam tikram garso šaltiniui gali būti parodyti modeliai, atitinkantys skirtingus vibracijos režimus.
Kundto vamzdis yra labai naudingas norint išmatuoti garso greitį skirtingose dujose ir skirtingose temperatūrose, ir akivaizdu, kad Heinrichas Rubensas įkvėpė šį darbą sukurti savo garsųjį vamzdį.
Nuorodos
- Akustikos internetas. Rubenso vamzdis. Atkurta iš acusticaweb.com
- Fizikos tao. Liepsna akustiniame vamzdyje. Atkurta iš: vicente1064.blogspot.com
- Maciel, T. Liepsnojantis osciloskopas: Rubenso liepsnos vamzdžio fizika. Atkurta iš: fizikabuzz.physicscentral.com.
- Garso ir bangų demonstravimas Rubenso vamzdeliu. Gauta iš: people.physics.tamu.edu.
- Vikipedija. Heinrichas Rubensas. Atkurta iš: wikipedia.com
- Vikipedija. Rubenso vamzdis. Atkurta iš: wikipedia.com.