खुली-नळी अनुनाद: लांबी सूर ठरवते
1 · अनुमान
खुला-खुला हवा-स्तंभ (खुल्या ऑर्गन नळीसारखा) त्याच्या लांबीने ठरवलेल्या मूलभूत वारंवारतेला अनुनादी होतो. लहान नळी वापरल्यास अनुनादी उंची वर जाते की खाली येते?
- लहान नळी कमी मूलभूत वारंवारतेला अनुनादी होते.
- लहान नळी जास्त मूलभूत वारंवारतेला अनुनादी होते.
- नळी-लांबी मूलभूत वारंवारतेवर परिणाम करत नाही.
2 · मांडणी
- पाइप-रेझोनन्स प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. नळी दोन्ही टोकांना खुली, 20°C हवेत.
- नळीवर मूलभूत-वारंवारता वाचन सुरू करा.
- प्रत्येक फेरीसाठी नळी-लांबी निश्चित करा व मूलभूत वारंवारता नोंदवा.
3 · डेटा गोळा करा
| नळी-लांबी L (m) | मूल तरंगलांबी λ (m) | मूल वारंवारता f₁ (Hz) |
|---|---|---|
| 0.30 | ||
| 0.50 | ||
| 0.70 |
तुमच्या तीन फेर्यांसाठी मूलभूत वारंवारता f₁ (y-अक्ष) विरुद्ध 1/L (x-अक्ष) काढा.
4 · विश्लेषण
- एका फेरीसाठी, 20°C हवेसाठी c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s सह f₁ = c/(2L) काढा. तक्त्याशी तुलना करा.
- खुला-खुला नळीच्या मूलभूतात पूर्ण तरंगलांबी λ = 2L बसते. v = fλ वापरून, f₁ = c/(2L) त्या तरंगलांबीतून थेट का येते ते स्पष्ट करा.
5 · विस्तार
- एक टोक बंद नळी (बासरीसारखी) फक्त विषम हार्मोनिकांना पाठिंबा देते व तिचा मूलभूत f₁ = c/(4L) — त्याच लांबीसाठी या प्रयोगाच्या अर्धी. एक टोक बंद केल्याने प्रभावी तरंगलांबी दुप्पट का होऊ शकते?
- ध्वनी-चाल c हवेच्या तापमानासह वाढते. हीच नळी बाहेर खूप थंड दिवशी वाजवल्यास तिची अनुनादी उंची वर जाईल की खाली येईल? तापमान बदलताना वाद्यांना पुन्हा ट्यून का करावे लागते?
या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र
खुल्या नळीचे मूल
दोन्ही टोकांना खुला हवा-स्तंभ तिच्या दुप्पट लांबीची पूर्ण तरंगलांबी बसवून अनुनादी होतो (λ = 2L), मूलभूत वारंवारता f₁ = c/(2L) — कोणत्याही तरंगाचाच चाल-तरंगलांबी नाता, हवेतील ध्वनीला लागू.