Åpen rørresonans: lengden setter tonen

1 · Prediker

En åpen-åpen luftsøyle (som en åpen orgelpipe) resonerer ved en grunnfrekvens satt av lengden dens. Hvis du bruker et kortere rør, går resonanstoen opp eller ned?

• Et kortere rør resonerer ved en lavere grunnfrekvens.
• Et kortere rør resonerer ved en høyere grunnfrekvens.
• Rørlengden påvirker ikke grunnfrekvensen.

2 · Oppsett

1. Åpne rørresonans-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Røret er åpent i begge ender, i 20 °C luft.
2. Aktiver grunnfrekvens-avlesningen på røret.
3. Sett rørlengden for hvert forsøk og registrer grunnfrekvensen.

3 · Samle inn data

Plott grunnfrekvens f₁ (y-akse) mot 1/L (x-akse) for dine tre forsøk.

4 · Analyser

1. For ett forsøk, beregn f₁ = c/(2L) med c = 331,3·√(1 + 20/273,15) m/s for 20 °C luft. Sammenlign med tabellen.
2. Et åpent-åpent rørs grunnfrekvens har en full bølgelengde λ = 2L. Forklar, med v = fλ, hvorfor f₁ = c/(2L) følger direkte fra den bølgelengden.

5 · Utvid

1. Et rør lukket i én ende (som en klarinet) støtter bare odde overtoner og har grunnfrekvens f₁ = c/(4L) — halvparten av dette eksperimentets frekvens for samme lengde. Hvorfor kan lukking av én ende doble den effektive bølgelengden?
2. Lydhastigheten c øker med lufttemperaturen. Hvis du spilte det samme røret utendørs på en mye kaldere dag, ville resonanstoen gå opp eller ned? Hvorfor trenger blåseinstrumenter omstemming når temperaturen endres?

Fysikken bak dette eksperimentet

← Tilbake til eksperimentet

138 gratis, utskrivbare fysikk-arbeidsark