Avatud toru resonants: pikkus määrab helikõrguse

1 · Ennusta

Mõlemast otsast avatud õhutulp (nagu avatud orelitoru) resoneerib põhisagedusel, mille määrab tema pikkus. Kui sa kasutad lühemat toru, kas resonantsi helikõrgus tõuseb või langeb?

• Lühem toru resoneerib madalamal põhisagedusel.
• Lühem toru resoneerib kõrgemal põhisagedusel.
• Toru pikkus ei mõjuta põhisagedust.

2 · Seadista

1. Ava toru resonantsi eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Toru on mõlemast otsast avatud, 20 °C õhus.
2. Lülita sisse toru põhisageduse näit.
3. Sea iga katse jaoks toru pikkus ja kirjuta üles põhisagedus.

3 · Kogu andmeid

Joonista põhisagedus f₁ (y-telg) 1/L (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks.

4 · Analüüsi

1. Arvuta ühes katses f₁ = c/(2L), kasutades c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s 20 °C õhu jaoks. Võrdle tabeliga.
2. Mõlemast otsast avatud toru põhisagedusel on täielik lainepikkus λ = 2L. Selgita v = fλ abil, miks f₁ = c/(2L) järgneb otse sellest lainepikkusest.

5 · Laienda

1. Ühest otsast suletud toru (nagu klarinet) toetab ainult paaritud harmoonikuid ja tal on põhisagedus f₁ = c/(4L) — pool selle eksperimendi sagedusest sama pikkuse juures. Miks ühe otsa sulgemine võiks efektiivse lainepikkuse kahekordistada?
2. Heli kiirus c kasvab õhutemperatuuriga. Kui sa mängiksid sama toru väljas palju külmemal päeval, kas tema resonantsi helikõrgus tõuseks või languks? Miks puhkpillid vajavad ümberhäälestamist, kui temperatuur muutub?

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte