Astăzi, împreună cu autorul canalului YouTube AlexGyver, vom desfășura un experiment spectaculos și periculos foarte interesant, care va ajuta să vedem sunetul și chiar să-i simțim căldura.
Dacă sunteți întrebat ce este sunet, ce veți răspunde? Cel mai probabil, sunetul este o undă, dar ce undă, după cum vă imaginați? Mai jos este o reprezentare schematică a formei de undă, dar cu siguranță nu zboară din difuzoare în această formă.
Iată imaginea clasică a sunetului care vine de la difuzor:
Deja mult mai aproape de adevăr, dar sunetul se aude în spatele difuzorului, deci este mai corect să tragem astfel:
Amintiți-vă de cercurile de pe apă, ele ies și din sursă și cresc în dimensiune, doar cercurile de pe apă, dacă le priviți din lateral, arată ca același val, deoarece valul din apă este un val transversal sau o undă de deplasare. Moleculele de apă sunt deplasate unele față de altele.
Dar unda din aer este o undă longitudinală sau o undă de compresiune la tracțiune și se propagă de-a lungul razei, adică zonele de compresie și rarefierea aerului au forma unei sfere.
Cum să vezi un val în aer? Este aproape imposibil să faci acest lucru cu ochiul liber. Un exemplu izbitor este valul de șoc generat de o explozie.
Dacă explozia este suficient de puternică, atunci poți vedea un val sferic din aerul comprimat. Aerul din el este atât de dens încât provoacă o astfel de distrugere neacidă. Dar, în același timp, sunetul poate fi prins, de exemplu, sub forma unei conducte în care va înceta să mai fie o sferă și să obțină aceste straturi chiar de tensiune și compresie.
Mai mult, într-o astfel de capcană, sunetul va fi reflectat de pe peretele din spate și va apărea așa-numita undă în picioare, iar în timp vom obține o distribuție constantă a presiunii aerului în interiorul conductei. Și astăzi vom observa chiar acest val de compresiune a tensiunii într-un experiment interesant, care a fost realizat pentru prima dată de Heinrich Rubens în 1904. În onoarea lui, experimentele au fost numite țeava Rubens.
Pentru început, vom face o instalație mică dintr-un tub mic.În acest scop este potrivit un tub de aluminiu cu un diametru de 12 mm și o lungime de aproximativ 40 cm.
Trebuie să găurim găuri în tub cu un diametru de aproximativ 1 mm fiecare la o distanță mică unul de celălalt, să zicem 1 cm. Marcăm locurile viitoarelor găuri cu o riglă și un marker și un burghiu.
În continuare, avem nevoie de un arzător de gaz, de preferință acesta:
Acest arzător este de tip injecție. Gazul se amestecă cu aerul înainte de a se aprinde și arde, așa cum se spune cu o flacără albastră. Dar avem nevoie de gaz curat, așa că sigilăm găurile de aer cu bandă. Deși aici toată duza este îndepărtată, este și mai ușor.
Și fixați din nou banda electrică. Țeva se va încălzi, dar nu prea mult. Atenție la cilindru. Acesta este un cilindru pentru arzătoarele cu clemă, cu decupajul din partea superioară ar trebui să fie rotit în sus, pe cât posibil, altfel arzătorul va scuipă gaz lichid și va fi mult foc.
Sursa undelor sonore va fi un smartphone chinezesc cu o aplicație a unui generator de frecvență sonoră (poate fi găsit pe piața google după nume).
Fixăm smartphone-ul cu difuzorul la cel de-al doilea capăt al tubului, plastilina va ajuta la realizarea acestui lucru ermetic. Avem nevoie de dinamica membranei smartphone-ului pentru a fi conectată la maxim cu aerul din receptor. Autorul nu recomandă să efectueze acest experiment acasă sau fără supravegherea adulților cu ajutorul unui stingător, gazul nu este cea mai sigură jucărie.
Și avem 3 parametri care pot fi configurați. Acestea sunt: debitul de gaz, volumul și frecvența sunetului. Esența experimentului este că la anumite frecvențe apare o undă permanentă în tub și presiunea gazului este diferită în diferite părți ale acestei unde, iar undeva este mai mult foc, iar undeva mai puțin. Și cel mai interesant este că distanța dintre vârfuri corespunde lungimii undei sonore, de aici se află toată sarea. Și atunci autorul a observat că lutul a început să se topească.
Vom folosi un termoplastic special care se înmoaie în apă caldă, iar apoi puteți sculpta din el, de exemplu, un adaptor de la o conductă la un smartphone. Aceasta nu este o imprimare 3d pentru tine - aceasta este arta.
Acum să calculăm, frecvența sunetului este de aproape 2900 Hz, viteza sunetului în propan-butan este aproape aceeași ca în aer, respectiv, conform formulei școlare, obținem o lungime de undă de 12 cm.
Ne uităm la țeavă. Între lumini avem un centimetru, lungimea de undă este considerată prin vârf, 12 este. Apropo, acest experiment ne permite să rezolvăm problema inversă, adică să găsim viteza sunetului într-o conductă la o frecvență cunoscută. În plus, experimentul este foarte vizual, dar s-a dovedit, într-un fel, nu foarte spectaculos, nu a fost suficient foc, foc. Haideți să mărim experimentul și să luăm mai mult foc. Pentru a face acest lucru, luați o țeavă cu un diametru de 40 mm, va fi fierbinte.Planul este același, vom găuri găuri, dar de data aceasta cu diametrul de 1,5 mm. Vom începe gazul printr-un tub de silicon (ca 6 mm), vândut într-un magazin de instalații sanitare. O vom lipi într-o parte din borcanul de vitamine. Și este doar pus pe arzător.
Conectăm difuzorul prin partea superioară a sticlei de plastic.
În general, acest lucru funcționează - astfel:
O formă de undă foarte lină și frumoasă, instalația funcționează perfect, dar fluxul de gaz nu este suficient de clar, nu răsuciți mânerul. Problema constă în duză, trebuie deșurubat de la arzător, deoarece trece foarte puțin gaz prin el.
Iată. Dar pentru muzician, autorul nu a avut suficientă putere de difuzor, așa că trecem la un difuzor mai mare și o sticlă mai mare și, desigur, vom instala un amplificator chinezesc pentru ca totul să funcționeze.
Un difuzor cu un difuzor mare poate muta volume de aer mult mai mari, ceea ce înseamnă că reacția la sunet va fi mult mai accentuată. Și o astfel de instalație ar trebui să tragă muzica, apropo, pare o lanternă de grădină.
Apropo, spre deosebire de un arzător, gazul care arde liber fumează foarte mult, acesta fiind un alt motiv pentru a nu repeta acest experiment acasă. Puteți doar viziona videoclipul original al autorului:
Totul este. Vă mulțumim pentru atenție. Ne vedem curând!