Σήμερα, μαζί με τον συγγραφέα του καναλιού YouTube AlexGyver, θα διεξαγάγουμε ένα πολύ ενδιαφέρον, θεαματικό και επικίνδυνο πείραμα που θα σας βοηθήσει να δείτε τον ήχο και να νιώσετε τη ζεστασιά του.
Αν σας ρωτηθεί τι είναι υγιές, τι θα απαντήσετε; Πιθανότατα, ο ήχος είναι ένα κύμα, αλλά τι κύμα, όπως το φαντάζεστε; Παρακάτω είναι μια σχηματική αναπαράσταση της κυματομορφής, αλλά φυσικά δεν πετάει έξω από τα ηχεία σε αυτή τη μορφή.
Και εδώ είναι η κλασική εικόνα του ήχου που προέρχεται από τον ομιλητή:
Ήδη πολύ πιο κοντά στην αλήθεια, αλλά ο ήχος ακούγεται πίσω από το ηχείο, γι 'αυτό είναι πιο σωστό να σχεδιάζετε έτσι:
Θυμηθείτε τους κύκλους στο νερό, έρχονται επίσης από την πηγή και αυξάνονται σε μέγεθος, μόνο οι κύκλοι στο νερό, αν τους κοιτάξετε από την πλευρά, μοιάζουν με το ίδιο κύμα, επειδή το κύμα στο νερό είναι ένα εγκάρσιο κύμα ή ένα κύμα εκτόπισης. Τα μόρια νερού μετατοπίζονται σε σχέση μεταξύ τους.
Αλλά το κύμα στον αέρα είναι ένα κύμα διαμήκους ή ένα κύμα εφελκυστικής συμπίεσης και απλώνεται κατά μήκος της ακτίνας, δηλαδή οι περιοχές συμπίεσης και αραίωσης του αέρα έχουν σχήμα σφαίρας.
Πώς να δείτε ένα κύμα στον αέρα; Για να γίνει αυτό με γυμνό μάτι είναι σχεδόν αδύνατο. Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα είναι το κύμα κλονισμού από μια έκρηξη.
Εάν η έκρηξη είναι αρκετά ισχυρή, τότε μπορείτε να δείτε ένα σφαιρικό κύμα από πάνω από τον πεπιεσμένο αέρα. Ο αέρας μέσα σε αυτό είναι τόσο πυκνός που προκαλεί μη όξινη τέτοια καταστροφή. Αλλά ταυτόχρονα, ο ήχος μπορεί να παγιδευτεί, για παράδειγμα, με τη μορφή ενός σωλήνα στον οποίο θα σταματήσει να είναι μια σφαίρα και να πάρει αυτά τα πολύ στρώματα έντασης και συμπίεσης.
Επιπλέον, σε μια τέτοια παγίδα, ο ήχος θα αντανακλάται από τον οπίσθιο τοίχο και θα εμφανιστεί ένα λεγόμενο μόνιμο κύμα και θα έχουμε μια σταθερή κατανομή της πίεσης του αέρα μέσα στον σωλήνα με την πάροδο του χρόνου. Και σήμερα θα παρατηρήσουμε αυτό το πολύ κύμα συμπίεσης εντάσεως σε ένα ενδιαφέρον πείραμα το οποίο διεξήγαγε αρχικά ο Heinrich Rubens το 1904. Προς τιμή του, τα πειράματα ονομάζονταν σωλήνας Rubens.
Αρχικά, θα κάνουμε μια μικρή εγκατάσταση από ένα μικρό σωλήνα.Ένας σωλήνας αλουμινίου διαμέτρου 12 mm και μήκους περίπου 40 cm είναι κατάλληλος γι 'αυτό το σκοπό.
Πρέπει να τρυπώντας τρύπες στο σωλήνα με διάμετρο περίπου 1 mm η κάθε μία σε μικρή απόσταση η μία από την άλλη, για παράδειγμα 1 cm. Σημειώνουμε τις θέσεις των μελλοντικών τρυπών με ένα χάρακα και δείκτη και τρυπάνι.
Στη συνέχεια, χρειαζόμαστε έναν καυστήρα αερίου, κατά προτίμηση αυτόν:
Αυτός ο καυστήρας είναι τύπος έγχυσης. Το αέριο αναμιγνύεται με αέρα πριν αναφλεγεί και καίει όπως λένε με μπλε φλόγα. Αλλά χρειαζόμαστε καθαρό αέριο, έτσι σφραγίζουμε τις τρύπες του αέρα με ταινία. Αν και εδώ ολόκληρο το ακροφύσιο έχει αφαιρεθεί, είναι ακόμα ευκολότερο.
Και διορθώστε ξανά την ηλεκτρική ταινία. Ο σωλήνας θα ζεσταθεί, αλλά όχι πάρα πολύ. Δώστε προσοχή στον κύλινδρο. Αυτός είναι ένας κύλινδρος για καυστήρες με σφιγκτήρα σφιγκτήρα, η αποκοπή στην επάνω πλευρά θα πρέπει να γυρίσει όσο το δυνατόν περισσότερο, διαφορετικά ο καυστήρας θα φουσκώσει υγρό αέριο και θα υπάρξει πολλή φωτιά.
Η πηγή των ηχητικών κυμάτων θα είναι ένα κινέζικο smartphone με εφαρμογή μιας γεννήτριας συχνότητας ήχου (μπορεί να βρεθεί στην αγορά google με όνομα).
Διορθώνουμε το smartphone με το ηχείο στο δεύτερο άκρο του σωλήνα, η πλαστελίνη θα βοηθήσει να γίνει αυτό ερμητικά. Χρειαζόμαστε τη δυναμική μεμβράνης του smartphone να συνδέεται μέγιστα με τον αέρα στο ακουστικό. Ο συγγραφέας δεν συνιστά να διεξάγει αυτό το πείραμα στο σπίτι ή χωρίς επίβλεψη από ενήλικα με πυροσβεστήρα · το αέριο δεν είναι το ασφαλέστερο παιχνίδι.
Και έχουμε 3 παραμέτρους που μπορούν να διαμορφωθούν. Αυτές είναι: η ροή του αερίου, ο όγκος του ήχου και η συχνότητα. Η ουσία του πειράματος είναι ότι σε ορισμένες συχνότητες εμφανίζεται στο σωλήνα ένα μόνιμο κύμα και η πίεση αερίου είναι διαφορετική σε διαφορετικά μέρη αυτού του κύματος και κάπου υπάρχει περισσότερη φωτιά και κάπου λιγότερο. Και το πιο ενδιαφέρον είναι ότι η απόσταση μεταξύ των κορυφών αντιστοιχεί στο μήκος του ηχητικού κύματος, εδώ είναι όλο το αλάτι. Και τότε ο συγγραφέας παρατήρησε ότι ο πηλός άρχισε να λιώνει.
Θα χρησιμοποιήσουμε ένα ειδικό θερμοπλαστικό που μαλακώνει σε ζεστό νερό, και στη συνέχεια μπορείτε να το εξάγετε, για παράδειγμα, από έναν προσαρμογέα από ένα σωλήνα σε ένα smartphone. Αυτό δεν είναι 3d εκτύπωση για σας - αυτό είναι τέχνη.
Τώρα ας υπολογίσουμε, η συχνότητα του ήχου είναι σχεδόν 2900 Hz, η ταχύτητα του ήχου στο προπάνιο-βουτάνιο είναι σχεδόν η ίδια όπως στον αέρα, αντίστοιχα, σύμφωνα με τον μαθηματικό τύπο, παίρνουμε μήκος κύματος 12 cm.
Βλέπουμε τον σωλήνα. Μεταξύ των φώτων έχουμε ένα εκατοστό, το μήκος κύματος θεωρείται μέσω της κορυφής, 12 είναι. Παρεμπιπτόντως, αυτό το πείραμα μας επιτρέπει να λύσουμε το αντίστροφο πρόβλημα, δηλαδή να βρούμε την ταχύτητα του ήχου σε έναν σωλήνα σε μια γνωστή συχνότητα. Επιπλέον, το πείραμα είναι πολύ οπτικό, αλλά αποδείχτηκε κάπως όχι θεαματική, δεν υπήρχε αρκετή φωτιά, φωτιά. Ας μεγεθύνουμε το πείραμα και κάνουμε περισσότερη φωτιά. Για να γίνει αυτό, πάρτε ένα σωλήνα μετρητή με διάμετρο 40 mm, θα είναι ζεστό. Το σχέδιο είναι το ίδιο, θα τρυπώντας τρύπες, αλλά αυτή τη φορά με διάμετρο 1,5 mm. Θα ξεκινήσουμε το αέριο μέσω ενός σωλήνα σιλικόνης (όπως 6 mm), που πωλείται σε ένα υδραυλικό κατάστημα. Θα το κολλήσουμε εν μέρει στο βάζο των βιταμινών. Και απλά βάλτε τον καυστήρα.
Συνδέουμε το ηχείο μέσω της κορυφής της πλαστικής φιάλης.
Σε γενικές γραμμές, αυτό το πράγμα λειτουργεί - όπως αυτό:
Πολύ ομαλή και όμορφη κυματομορφή, η εγκατάσταση λειτουργεί τέλεια, αλλά η ροή αερίου είναι σαφώς ανεπαρκής, απλά δεν στρίβετε τη λαβή. Το πρόβλημα βρίσκεται στο ακροφύσιο, πρέπει να ξεβιδωθεί από τον καυστήρα, καθώς πολύ λίγο αέριο περνά μέσα από αυτό.
Εδώ είναι. Αλλά για τον μουσικό, ο συγγραφέας δεν είχε αρκετή δύναμη ομιλητή, οπότε προχωρούμε σε ένα μεγαλύτερο ηχείο και ένα μεγαλύτερο μπουκάλι, και φυσικά θα εγκαταστήσουμε έναν κινεζικό ενισχυτή για να το κάνουμε όλοι δουλειά.
Ένα ηχείο με ένα μεγάλο διαχύτη μπορεί να μεταφέρει πολύ μεγαλύτερους όγκους αέρα, πράγμα που σημαίνει ότι η αντίδραση στον ήχο θα είναι πολύ πιο έντονη. Και μια τέτοια εγκατάσταση πρέπει να τραβήξει τη μουσική, παρεμπιπτόντως, μοιάζει με φακό κήπου.
Παρεμπιπτόντως, σε αντίθεση με έναν καυστήρα, το καύσιμο αέριο καπνίζει πολύ, κάτι που είναι ένας άλλος λόγος να μην επαναλάβουμε αυτό το πείραμα στο σπίτι. Μπορείτε να παρακολουθήσετε μόνο το πρωτότυπο βίντεο του δημιουργού:
Αυτό είναι όλο. Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας. Θα σας δω σύντομα!