Nyitott cső rezonanciája: a hossz adja a hangmagasságot

1 · Jóslás

Egy nyitott-nyitott légoszlop (mint egy nyitott orgonacső) a hossza által meghatározott alapfrekvencián rezonál. Ha rövidebb csövet használsz, fel- vagy lemegy a rezonancia hangmagassága?

• A rövidebb cső mélyebb alapfrekvencián rezonál.
• A rövidebb cső magasabb alapfrekvencián rezonál.
• A csőhossz nem befolyásolja az alapfrekvenciát.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a pipe-resonance előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A cső mindkét végén nyitott, 20°C-os levegőben.
2. Engedélyezd az alapfrekvencia-kijelzőt a csövön.
3. Állítsd be a cső hosszát minden mérésnél, és rögzítsd az alapfrekvenciát.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold az f₁ alapfrekvenciát (y-tengely) az 1/L-lel (x-tengely) szemben a három mérésedhez.

4 · Elemzés

1. Egy mérésnél számítsd ki az f₁ = c/(2L)-t a c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s értékkel 20°C-os levegőre. Hasonlítsd a táblázathoz.
2. A nyitott-nyitott cső alapfrekvenciájához teljes λ = 2L hullámhossz tartozik. Magyarázd meg a v = fλ-vel, miért következik közvetlenül ebből a hullámhosszból az f₁ = c/(2L).

5 · Kiterjesztés

1. Az egyik végén zárt cső (mint a klarinét) csak páratlan harmonikusokat tartalmaz, és az alapfrekvenciája f₁ = c/(4L) — ennek a kísérletnek a fele ugyanazon hossznál. Miért duplázhatja meg a hatékony hullámhosszat az egyik vég lezárása?
2. A c hangsebesség nő a levegő hőmérsékletével. Ha ugyanazt a csövet egy sokkal hidegebb napon, a szabadban szólaltatnád meg, fel- vagy lemenne a rezonancia hangmagassága? Miért kell a fúvós hangszereket áthangolni a hőmérséklet változásával?

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap