Rubens хоолойн дууны долгионы хэмжилт. Рубенс бүрээ. Туршилтын хувьд танд хэрэгтэй болно

Олон хүмүүсийн хэлдгээр галын хоолой эсвэл Рубенс хоолой хийх сонирхолтой санааг бид танд толилуулж байна.

Бидэнд хэрэгтэй зүйл:
- хүчирхэг өсгөгч;
- утас, чанга яригчийг өсгөгчтэй холбох утас;
- цавуу буу;
- чанга яригч;
- хуванцар хоолой;
- хийн цилиндр;
- хийн цилиндрт зориулсан цорго;
- өрөм;
- хуванцар сав;
- нэг метр орчим урттай хөнгөн цагаан хоолой.

Нэгдүгээрт, хөнгөн цагаан хоолой дээр та нэг сантиметр тутамд нүх гаргах хэрэгтэй.

Үүний дараа бид төмрийн хоолойг халааж, хуванцар саванд нүх гаргахад ашигладаг.

Одоо та чанга яригчийг сайтар суулгахын тулд хуванцар саванд зүсэх хэрэгтэй.

Бид чанга яригч руу хоёр утсыг зөв дарааллаар холбоно.

Бид утсыг халуун цавуугаар нааж, тусгаарладаг.

Бид чанга яригчийг хуванцар саванд хийж, халуун цавуугаар сайтар наа.

Дараа нь бид чанга яригчийг хөнгөн цагаан хоолойд холбоно. Энэ хэсэгт гал хүрэхгүй тул чанга яригч болон халуун цавуу хайлах талаар санаа зовох хэрэггүй болно.

Хоолойн нөгөө талд та бөмбөлгийг холбох хэрэгтэй. Үүнийг хийхийн тулд бид хуванцар хоолой, таглаа, суурь болгон ашигладаг хөнгөн цагаан диаметртэй хуванцар хоолойг ашиглана.

Бид таган дээр жижиг нүх гаргаж, хуванцар хоолойг хавсаргана.

Дараа нь бид тагийг нь зузаан хоолойд хийж, бүх зүйлийг халуун цавуугаар сайтар тусгаарлана.

Лаазанд зориулсан хушууг хуванцар хоолойн чөлөөтэй төгсгөлд оруулна.
Үүний үр дүнд бид доорх зурагт үзүүлсэн шиг зүйлийг авах ёстой.

Rubens хоолойг нэг байрлалд, жишээлбэл, доод хэсэгт барьж бэхэлсэн байх ёстой.

Дараа нь зөв дарааллаар бид бүх утсыг холбоно. Бид чанга яригчаас өсгөгч рүү хоёр утсыг холбож, өсгөгчийн нэг утсыг гар утсанд холбодог.

Нөгөө талаас бид зузаан хуванцар хоолойг хөнгөн цагааны дээгүүр татаж, сайн барина.

Эцэст нь бид хийн хайрцагны хушууг цилиндрт холбодог. Санаа зохиогч үүнийг туршиж үзэхийг зөвлөдөггүй гэдгийг анхаарна уу

Бүрэн урттай цоолсон хоолойн хэсэг. Нэг төгсгөл нь жижиг чанга яригчтай, нөгөө нь шатамхай хийн эх үүсвэртэй (пропан сав) холбогддог. Хоолой нь шатамхай хийгээр дүүрсэн тул нүхээр дамжин гарч буй хий шатдаг. Тогтмол давтамжийг ашиглавал хоолой дотор байнгын долгион үүсч болно. Чанга яригчийг асаахад хоолойд өндөр ба нам даралтын хэсгүүд үүсдэг. Дууны долгионы улмаас даралт ихсэх газар байгаа газарт илүү их хий нүхээр нэвчиж, дөлийн өндөр өндөр байна. Үүний ачаар та соронзон хальсны хэмжүүрээр оргилуудын хоорондох зайг хэмжих замаар долгионы уртыг хэмжиж болно.

Өгүүллэг

"Rubens tube" нийтлэлд сэтгэгдэл бичээрэй

Тэмдэглэл (засварлах)

Холбоосууд

• дууны самбар, микрофон зэрэг орно.
• , видео & нарийвчилсан дүн шинжилгээ
• тохируулга ба эффектийн тайлбар
• хөтөч
• тохиргооны гарын авлага
• on Rubens "анхны загвар (.doc форматаар)
• тохиргоог харуулж байна
• мэдээлэл
• , "Холбоос" гэсэн гарчигтай, энэ туршилтыг харуулсан маш сайхан зураг
• , янз бүрийн аялгуу, хөгжим тоглож байгааг харуулсан гэрийн видео (2:51)
• , Алис Санторогийн Ruben's Tube тоглолт
• Рубенсийн бүрээ туршилт (Орос хадмал)

Рубенсийн бүрээг дүрсэлсэн хэсэг

- Үгүй ээ, Север. Чадахгүй. Гэхдээ та надтай хамт байвал би баяртай байх болно ... Чамайг харсандаа баяртай байна - би гунигтай хариулж, хэсэг завсарласны дараа нэмж хэлэв: - Бидэнд нэг долоо хоног байна ... Дараа нь Караффа бидний богино амьдралыг авах болно. Надад хэлээч, тэд үнэхээр өчүүхэн гэж үү? .. Бид Магдаленагийн үлдээсэн шиг амархан явж чадах уу? Манай дэлхийг энэ хүнлэг бус Умардаас цэвэрлэх хүн үнэхээр байхгүй гэж үү? ..
-Би чам дээр хуучин асуултуудад хариулахаар ирээгүй, найз минь ... Гэхдээ би хүлээн зөвшөөрөх ёстой - чи намайг бодлоо өөрчилсөн, Исидора ... Чи надад олон жилийн турш мартахыг хичээж байсан зүйлийг минь дахин харуулав. Мөн би чамтай санал нэг байна - бид буруу байна ... Бидний үнэн хэтэрхий "нарийн" бөгөөд хүнлэг бус юм. Энэ нь бидний зүрх сэтгэлийг боомилдог ... Тэгээд бид юу болж байгааг зөвөөр дүгнэхэд хэтэрхий хүйтэн болж байна. Магдалена бидний итгэл үхсэн гэж хэлсэн нь зөв байсан ... Таны зөв, Исидора.
Би түүн рүү ширтэж, сонссон зүйлдээ итгэж ядан зогсов! .. Түүний агуу багш нар болон түүний хайрт Метеорагийн талаар өчүүхэн ч гэсэн шүүмжлэлийг үл тоомсорлож байсан бардам, үргэлж зөв Хойд байсан гэж үү? !!
Би түүнээс нүдээ салгаж, түүний цэвэр ариун байдалд нэвтрэн орохыг хичээсэнгүй, гэхдээ хүн бүрээс нягт хаалттай, сэтгэл нь ... Олон зууны турш түүний тогтсон үзэл бодлыг юу өөрчилсөн бэ? Таныг ертөнцийг илүү хүнлэг байдлаар харахад юу нөлөөлсөн бэ? ..
"Би мэднэ, би чамайг гайхшруулсан" гэж Север гунигтай инээмсэглэв. "Гэхдээ би чамд өөрийгөө илчилсэн нь болж буй зүйлийг өөрчлөхгүй. Караффаг хэрхэн устгахаа мэдэхгүй байна. Гэхдээ манай Цагаан шидтэн үүнийг мэддэг. Чи түүн дээр дахин очмоор байна уу, Исидора?
-Би чамайг юу өөрчилсөнийг асууж болох уу, Север? Би түүний сүүлчийн асуултыг үл тоон болгоомжтой асуув.
Тэр аль болох үнэнээр хариулахыг хичээсэн мэт хэсэг бодов ...
- Энэ нь эрт дээр үед болсон ... Магдалена нас барсан өдрөөс хойш. Түүний үхлийн төлөө би өөрийгөө болон бид бүгдийг уучлаагүй. Гэвч бидний хуулиуд бидний дотор дэндүү гүн гүнзгий оршиж байсан тул би үүнийг хүлээн зөвшөөрөх хүчийг олж чадаагүй юм. Чамайг ирэхэд - чи надад тэр үед тохиолдсон бүх зүйлийг тодоор сануулсан ... Та яг л хүчтэй бөгөөд өөрт хэрэгтэй хүмүүст өөрийгөө зориулж байгаа нэгэн юм. Та миний олон зууны турш алахыг хичээсэн дурсамжийг минь хөдөлгөж байсан ... Та миний дотор Алтан Мэриг сэргээсэн ... Үүний төлөө баярлалаа, Исидора.
Маш гүн нуугдаж, Северийн нүдэнд өвдөлт орилж байв. Энэ нь маш их байсан тул миний толгойд үерлэсэн! .. Тэгээд би эцэст нь түүний халуун, ариухан сэтгэлийг нээсэндээ итгэсэнгүй. Тэр эцэст нь дахин амьд байсан! ..
-Север, би яах ёстой вэ? Дэлхийг Караффа шиг хүмүүнлэг бус хүмүүс захирч байна гэж айхгүй байна уу? ..
-Би чамд аль хэдийн санал болгосон Исидора, бид дахин Метеора руу Эзэнтэй уулзах болно ... Зөвхөн тэр л чамд тусалж чадна. Харамсалтай нь би чадахгүй ...
Би анх удаа түүний урам хугарах сэтгэлийг маш тод мэдэрсэн ... Арчаагүй байдалд минь урам хугарах ... Түүний амьдралын хэв маягт урам хугарах ... Түүний хоцрогдсон ҮНЭНд урам хугарах ...
Харваас, хүний ​​зүрх сэтгэл нь түүний бүх ухамсартай амьдралынхаа туршид итгэж байсан зүйлийнхээ эсрэг үргэлж тэмцэж чаддаггүй юм ... Тиймээс Хойд - тэр буруу байсан ч ойлгосон ч тийм энгийн бөгөөд бүрэн өөрчлөгдөж чадахгүй. Тэрээр олон зууны турш амьдарч, хүмүүст тусалж байна гэж итгэсээр ... яг юу хийж байна гэж итгэж, хэзээ нэгэн цагт бидний төгс бус Дэлхийг аварч, түүнийг эцэст нь төрөхөд нь туслах ёстой ... Тэр сайн сайхан, сайн сайханд итгэдэг байв. хэрвээ би зүрх сэтгэлээ эрт нээсэн бол алдах, өвдөхөөс зайлсхийх байсан ч ирээдүйд ...
Гэхдээ бид бүгдээрээ төгс бус, тэр ч байтугай хойд хүмүүс юм. Урам хугарал хэчнээн зовлонтой байсан ч түүнтэй хамт амьдарч, хуучин алдаагаа засч, шинэ алдаа гаргах хэрэгтэй бөгөөд үүнгүйгээр бидний Дэлхий дээрх амьдрал хуурамч байх болно ...
- Чи надад жаахан зав гаргаж байна уу, Север? Бидний сүүлчийн уулзалт дээр та надад хэлж амжаагүй зүйлээ мэдмээр байна. Би чамайг асуултаараа залхсан уу? Хэрэв тийм бол надад хэлээрэй, би чамд төвөг учруулахгүй байхыг хичээх болно. Гэхдээ хэрэв чи надтай ярилцахыг зөвшөөрвөл надад гайхалтай бэлэг өгөх болно, учир нь намайг энэ дэлхий дээр байхад хэн ч надад хэлэхгүй ...
- Тэгээд Анна яах вэ? .. Та түүнтэй цагийг өнгөрөөхийг илүүд үздэггүй гэж үү?
- Би түүн рүү залгасан ... Гэхдээ охин маань унтсан байх, яагаад гэвэл тэр хариу өгөхгүй байна ... Тэр ядарсан байх гэж бодож байна. Би түүний амар амгаланг алдагдуулахыг хүсэхгүй байна. Тийм болохоор надтай ярь, Север.

Fysikshow-ийн Даничууд эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан туршилтуудыг хослуулсан: Хладнигийн дүрс ба Рубенсын хоолой - хоёр хэмжээст Rubens хоолой хийсэн. Энэ бол сэтгэл татам дүр зураг юм!

Хладнигийн дүрүүд

Үйл ажиллагааны зарчмын талаар товч дурдвал: чанга яригчийн гаралтыг хайрцаг руу чиглүүлж, дотор нь зогсож буй долгионууд өдөөгддөг. Долгион зогсохын тулд бүхэл тооны хагас долгионы урт нь хайрцгийн уртад багтах ёстой бөгөөд дараа нь ийм долгион өөрөө давхцаж, резонанс үүсдэг бөгөөд үүнийг гэж нэрлэдэг. загвар... Байнгын долгионы хувьд эсрэг зангилаа (хамгийн их далайц) ба зангилаа (хамгийн бага далайц, бараг тэг) ялгагдана.

Хайрцаг нь олон резонансын горимтой байдаг тул (жишээлбэл, 100Гц, 200Гц, 300Гц гэх мэт) оролтын аудио дохионы олон давтамжийг нэг дор өсгөж, цуурайтуулдаг.

Ийм долгионы харилцан үйлчлэл, хөндлөнгийн дүр зураг нь өөрөө үзэсгэлэнтэй юм. Антинодод элсний ширхэгүүд хүчтэй чичирч, тархдаг; зангилаанууд дээр хэлбэлзэл нь хамгийн бага бөгөөд тархсан элсний ширхэгүүд эдгээр газруудад төвлөрдөг. Энэ бол байнгын долгионы зангилаа ба антинодын хамгийн энгийн дүрслэгч юм.

Үүссэн зургуудыг анх судалсан физикчийн нэрээр Хладнигийн дүрс гэж нэрлэдэг.

Рубенс бүрээ

Rubens хоолой нь өөр зарчмаар ажилладаг долгионы дүрслэл юм. Хамгийн гол нь хийн доторх долгионы антинодод хийн даралт өндөр, зангилаанд бага байдаг. Хэрэв та металл хоолойд зогсонги долгионыг өдөөвөл түүний доторх даралтыг байнгын долгионы эсрэг зангилаатай адил хуваарилах болно. Хэрэв хоолойд шатамхай хий шахаж (ихэвчлэн пропан хэрэглэдэг, энэ нь тод утаатай дөлөөр шатдаг), хоолойн бүх уртын дагуу нүх өрөмдвөл галын бамбар нь долгионы хэв маягийг тусгасан өөр өөр өндөртэй байх болно.

Хоёр хэмжээст Rubens хоолой

Эдгээр хоёр үзэгдлийг хослуулснаар гайхалтай дүр төрхийг олж авах боломжтой.

Veritasium блогын баг Данийн геэкс дээр ирсэн бөгөөд тэд илүү гайхалтай видео бичлэг хийсэн:

Нийтлэл үзсэн: 176

1

А.А.Кудашов (Кузнецк, MBOU №14 дунд сургууль)

1. "Физик 9" А.В. Перышкин, Е.М. Гутник.

2. "Физик 11" Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев болон бусад No8622/0790.

3. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Rubens_Pipe.

4. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Standing _wave.

5. URL: http://bourabai.ru/physics/sound.html.

Хүмүүс бидний хүн бүр өдөр бүр олон хүчин зүйлд өртдөг. Эдгээр нь үнэр, дулааны нөлөө, янз бүрийн төхөөрөмжүүдийн цацраг, мэдээжийн хэрэг дуу чимээ юм. Дуу чимээ биднийг хаа сайгүй хүрээлдэг, ихэнхдээ бид тэднийг сонгож чаддаггүй - хажуугаар өнгөрөх машины чимээ, барилгын талбай дээр ажиллах чимээ, хэн нэгний яриа эсвэл интрузив хөгжим. Дуу чимээ бүр нь тодорхой мэдээллийг агуулдаг бөгөөд хүн өөр өөр хариу үйлдэл үзүүлдэг. Тиймээс дуу авианы мөн чанарыг судлах нь физикийн хамгийн чухал, зугаатай хэсгүүдийн нэг юм. Механик долгионыг судлахдаа тэдгээрийг дүрслэн харуулах боломжтой бөгөөд дууны долгионыг хийсвэр загвар болгон үзүүлэв.

Дууны долгион нь дуу гарсан газраас бүх чиглэлд тархдаг агаарын хэсгүүдийн чичиргээ юм.

Дууны онолд: Хэрэв ямар нэгэн бие махбодь гитарын утас, дууны утас, уян металл хавтан зэрэг хэлбэлзэлтэй хөдөлгөөн хийвэл юу ч байсан тэр ижил чичиргээг эргэн тойронд нь тараах болно.

Дууны долгион үнэхээр долгион шиг хэлбэртэй юу, хэрэв тийм бол түүнийг хэрхэн дүрслэн харуулах вэ гэсэн асуултыг бид сонирхож байсан.

Бид Германы туршилтын физикч Генрих Рубенсийн "Рубенсийн бүрээ" хэмээх туршилтаас дууны долгионыг бодит байдалд харуулах шийдлийг олсон.

Долгион - орон зай, цаг хугацаа эсвэл фазын орон зайд эрчим хүч дамжуулж, масс дамжуулахгүйгээр тархдаг орчны өдөөлт. Өөрөөр хэлбэл долгион буюу долгион гэдэг нь аливаа физик хэмжигдэхүүний максимум ба минимумуудын цаг хугацааны хувьд өөрчлөгддөг орон зайн ээлж, тухайлбал, бодисын нягтрал, цахилгаан талбайн хүч, температур.

Долгион нь янз бүрийн хэлбэртэй:

Хэрэв долгионы дунд хэсгийн бөөмс тархалтын чиглэлд перпендикуляр чиглэлд шилждэг бол долгионыг хөндлөн гэж нэрлэдэг;

Хэрэв орчны хэсгүүдийн шилжилт долгионы тархалтын чиглэлд явагддаг бол долгионыг уртааш гэж нэрлэдэг.

Хөндлөн ба уртааш долгионы аль алинд нь долгионы тархалтын чиглэлд бодис шилжихгүй.

Тархалтын явцад орчны бөөмс нь зөвхөн тэнцвэрийн байрлалыг тойрон хэлбэлздэг. Гэсэн хэдий ч долгион нь чичиргээний энергийг орчны нэг цэгээс нөгөөд шилжүүлдэг. Механик долгионы онцлог шинж чанар нь материаллаг орчинд (хатуу, шингэн эсвэл хий) тархдаг явдал юм. Хоосон орчинд тархах долгион (жишээлбэл, гэрлийн долгион) байдаг. Механик долгионы хувьд кинетик болон боломжит энергийг хадгалах чадвартай орчин шаардлагатай. Тиймээс орчин нь идэвхгүй, уян хатан шинж чанартай байх ёстой. Бодит орчинд эдгээр шинж чанарууд нь эзлэхүүн даяар тархсан байдаг. Жишээлбэл, хатуу биеийн аливаа жижиг элемент нь масс, уян хатан чанартай байдаг.

Энгийн гармоник буюу синусоид долгион нь практикт ихээхэн сонирхол татдаг. Эдгээр нь бөөмийн хэлбэлзлийн далайц (A), давтамж (f) ба долгионы урт (?) зэргээр тодорхойлогддог.

Долгионы урт нь OX тэнхлэг дээрх хоёр зэргэлдээ цэгийн хоорондох зай бөгөөд ижил фазуудад хэлбэлздэг.

Долгионы урттай тэнцүү зай ?, долгион нь хэлбэлзлийн үетэй (T) тэнцүү хугацаанд дамждаг тул = T, долгионы тархалтын хурд хаана байна.

Дуу нь хатуу, шингэн эсвэл хийн орчинд уян харимхай долгион хэлбэрээр механик чичиргээний тархалт болох физик үзэгдэл юм.

Дууны долгион нь хэлбэлзлийн процессын жишээ юм. Аливаа хэлбэлзэл нь системийн тэнцвэрийн төлөвийг зөрчсөнтэй холбоотой бөгөөд түүний шинж чанар нь тэнцвэрийн утгаас хазайж, дараа нь анхны утга руу буцах замаар илэрхийлэгддэг. Дууны чичиргээний хувьд энэ шинж чанар нь орчны цэг дэх даралт бөгөөд түүний хазайлт нь дууны даралт юм.

Хэрэв та уян харимхай бодисын хэсгүүдийг нэг газарт, жишээлбэл, поршений тусламжтайгаар огцом шилжүүлбэл энэ газарт даралт нэмэгдэх болно. Бөөмийн уян холбоосын улмаас даралт нь хөрш зэргэлдээх хэсгүүдэд шилжиж, улмаар дараагийн хэсгүүдэд нөлөөлж, даралт ихсэх талбай нь уян харимхай орчинд хөдөлж байх шиг байна. Даралт ихсэх бүсийг даралтын бууралтын бүс дагалдаж, улмаар шахалтын болон даралтын хэд хэдэн ээлжлэн бүсүүд үүсч, долгион хэлбэрээр орчинд тархдаг. Энэ тохиолдолд уян харимхай орчны бөөм бүр хэлбэлзэх болно.

Нягтын мэдэгдэхүйц хэлбэлзэл байхгүй шингэн ба хийн орчинд акустик долгион нь уртааш шинж чанартай байдаг, өөрөөр хэлбэл бөөмсийн чичиргээний чиглэл нь долгионы хөдөлгөөний чиглэлтэй давхцдаг. Хатуу биетүүдэд уртааш хэв гажилтаас гадна уян харимхай хэв гажилт үүсдэг бөгөөд энэ нь хөндлөн (таслах) долгионы өдөөлтийг үүсгэдэг; энэ тохиолдолд бөөмс долгионы тархалтын чиглэлд перпендикуляр чичирнэ.

Уртааш долгионы тархалтын хурд нь зүсэлтийн долгионы тархалтын хурдаас хамаагүй өндөр байдаг.

Байнгын долгион

Байнгын долгион - хувьсах далайцын максимум ба минимумуудын өвөрмөц зохицуулалт бүхий тархсан хэлбэлзлийн систем дэх хэлбэлзэл. Практикт ийм долгион нь тохиолдсон долгион дээр туссан долгионы давхцлын үр дүнд саад тотгор, нэг төрлийн бус байдлаас тусах үед үүсдэг. Энэ тохиолдолд тусгалын цэг дэх долгионы давтамж, үе шат, унтрах коэффициент нь маш чухал юм. Байнгын долгионыг бие биен рүүгээ тархдаг, ижил давтамж, далайцтай, хөндлөн долгионы хувьд ижил туйлшралтай хоёр синусоид долгионы суперпозицияны үр дүнд үүссэн долгион гэж нэрлэдэг. Байнгын долгионы жишээ бол утаснуудын чичиргээ, эрхтэн хоолойн агаарын чичиргээ юм.

Байнгын долгион нь ижил давтамж, далайцтай бие биен рүүгээ тархдаг хоёр долгион давхцахад үүсдэг. Бараг зогсож буй долгион нь саад тотгороос тусах үед үүсдэг.

Цэвэр тогтсон долгион нь зөвхөн орчинд алдагдалгүй, хил хязгаараас долгион бүрэн тусгалгүй тохиолдолд л оршин тогтнож чадна. Ихэвчлэн суурин долгионоос гадна зөөвөрлөгч долгион нь орчинд байдаг бөгөөд түүнийг шингээх эсвэл цацраг туяагаар хангадаг.

Нэг хэмжээст орчин дахь гармоник хэлбэлзлийн хувьд байнгын долгионыг u = u0cos kx cos (? T -) томъёогоор тодорхойлно, u нь t цаг хугацааны x цэгийн эвдрэл, u0 нь зогсолтын далайц юм. долгион, давтамж, k нь долгионы вектор,? - үе шат.

Байнгын долгион нь долгионы тэгшитгэлийн шийдэл юм. Тэдгээрийг эсрэг чиглэлд тархаж буй долгионуудын суперпозиция гэж үзэж болно.

Байнгын долгион нь орчинд байх үед хэлбэлзлийн далайц нь тэгтэй тэнцүү цэгүүд байдаг. Эдгээр цэгүүдийг байнгын долгионы зангилаа гэж нэрлэдэг. Хэлбэлзлийн хамгийн их далайцтай цэгүүдийг антинод гэж нэрлэдэг.

Биеийн туршлага

Жон Ле Конте 1858 онд дөл болон дуу авианы мэдрэмжийг нээсэн. 1862 онд Рудольф Кениг хийн эх үүсвэрт дууг илгээснээр галын өндрийг өөрчилж, эргэдэг толь ашиглан цаг хугацааны өөрчлөлтийг харуулах боломжтойг харуулсан. 1866 онд Август Кундт хоолойд үр, царцдасын тоос байрлуулж акустик тогтсон долгионыг үзүүлжээ. Хоолойд дуу гарахад зангилаа (далайц нь хамгийн бага цэгүүд) ба антинодууд (эсрэг зангилаанууд - далайц нь хамгийн их байдаг хэсгүүд) тогтсон долгионоор үүссэн. Хожим нь 20-р зуунд Бен (Бен) жижиг дөл нь даралтын мэдрэмтгий үзүүлэлт болж чадна гэдгийг харуулсан. Эцэст нь 1904 онд энэхүү туршилтыг нэрлэсэн Хайнрих Рубенс эдгээр хоёр чухал туршилтыг ашиглан 4 метрийн хоолой авч, 2 см-ийн давирхайтай 200 жижиг нүх өрөмдөж, шатамхай хийгээр дүүргэжээ. Галыг асаасны дараа (гэрлийн өндөр нь хоолойн бүх уртын дагуу ойролцоогоор ижил байна) тэрээр хоолойн төгсгөлд нийлүүлсэн дуу чимээ нь өгсөн дууны долгионы урттай тэнцэх долгионы урттай байнгын долгион үүсгэж байгааг анзаарав. . Кригар - Мензел (О. Кригар - Мензел) Рубенст үзэгдлийн онолын тал дээр тусалсан.

Генрих Рубенс - Германы туршилтын физикч, оптик, спектроскопи, дулааны цацрагийн физикийн талаархи шинжлэх ухааны нийтлэлүүдийн зохиогч.

Rubens хоолой нь дууны долгион ба агаарын (эсвэл хийн) даралтын хоорондын хамаарал дээр үндэслэн тогтсон долгионыг харуулах физик туршилт юм.

Цагаан будаа. 1. Хайнрих Рубенс

Бид Рубенсийн физик туршилтыг давтан хийсэн. Үүнийг хийхийн тулд бидэнд хэрэгтэй: метр урт металл хоолой, дууны чанга яригч, лаазтай хий (пропан).

1.4 мм-ийн диаметртэй нүхийг металл хоолойд сантиметр тутамд өрөмдсөн. Нэг талдаа хоолойд хий нийлүүлж, нөгөө талд нь дуут чанга яригч суурилуулсан. Хийн нэвчилтийг арилгахын тулд бүх элементүүд хоорондоо нягт холбогдсон байна.

Нийлүүлсэн хийн хэмжээ болон дууны түвшинг өөрчилснөөр бид долгионтой төстэй дүр зургийг олж авсан.

Хэрэв та дуу чимээг тогтмол давтамжтай ашигладаг бол хоолой дотор гэрлийн байнгын долгион үүсч болохыг бид олж мэдсэн. Учир нь чанга яригчийг асаахад хоолойд өндөр ба нам даралтын хэсгүүд үүсдэг. Даралт ихсэх үед илүү их хий нь нүхээр нэвчиж, дөлийн өндөр нь илүү өндөр байдаг ба эсрэгээр. Үүний ачаар та оргилуудын хоорондох зайг захирагчаар хэмжих замаар долгионы уртыг хэмжиж болно.

Долгионы уртын онолын болон практик утгыг харьцуулж үзье.

Долгионы урт нь ижил үе шатанд хэлбэлздэг бие биендээ хамгийн ойрхон хоёр цэгийн хоорондох зай гэдгийг санаарай. Бид долгионы уртыг дараах томъёогоор тооцоолно.

дууны долгионы хурд хаана, v давтамж.

900 Гц 1000 Гц

Хоолойд пропан байгаа тул дууны хөдөлгөөний хурдыг дараах томъёогоор тооцоолно.

Энд адиабат илтгэгч (полиатомт хийн хувьд адиабат илтгэгч нь 4/3), R нь 8.31 Дж / (моль К) тэнцүү бүх нийтийн хийн тогтмол, T = 273 К, туршилтыг хэвийн нөхцөлд явуулсан тул молийн пропаны масс 44.1.10-3 кг / моль.

Хийн дэх дууны хурдыг тооцоолох томъёоны бүх утгыг орлуулснаар бид дараахь зүйлийг авна.

Хэмжилт, тооцооллын үр дүнд үндэслэн бид хүснэгтийг гаргана.

Тооцооллын явцад бөөрөнхийлөх явцад алдаа гарч болзошгүй. Туршилтанд ашигласан пропан хий нь бохирдол, туршилтын явцад хийн температур өөрчлөгдөж, хоолойн нүхний нарийвчлалгүй байж болно.

Дүгнэлт

Рубенсийн туршлагын ачаар дууны долгионыг бодит жишээн дээр дүрслэх боломжтой болж, практик дээр үндэслэн теорем, таамаглалыг батлах боломжтой болсон.

Мөн Rubens хоолойн туршлагыг сургуулиудад физикийн хичээлүүдэд аюулгүй байдлын бүх шаардлагыг дагаж дууны долгионыг илүү дүрслэн харуулах зорилгоор ашиглаж болно.

Ном зүйн лавлагаа

Никитина Ж.Ю., Никитин Д.С., Тугушева З.М. ДУУНЫ ДОЛГИОНЫ СУДАЛГАА. RUBENS PIPE // Шинжлэх ухаанаас эхэл. - 2016. - No 1. - P. 103-106;
URL: http://science-start.ru/ru/article/view?id=21 (хандах огноо: 03/01/2020).

Хоолой нь шатамхай хийгээр дүүрсэн тул нүхээр дамжин гарч буй хий шатдаг. Тогтмол давтамжийг ашиглавал хоолой дотор байнгын долгион үүсч болно. Чанга яригчийг асаахад хоолойд өндөр ба нам даралтын хэсгүүд үүсдэг. Дууны долгионы улмаас даралт ихсэх газар байгаа газарт илүү их хий нүхээр нэвчиж, дөлийн өндөр өндөр байна. Үүний ачаар та соронзон хальсны хэмжүүрээр оргилуудын хоорондох зайг хэмжих замаар долгионы уртыг хэмжиж болно.

Туршилтын хувьд танд хэрэгтэй болно

Хэрэгсэл:	захирагч, маркер, өрөм, халуун цавуу буу, гахайн хөрөө
Хэрэглээний материал:	шотланд
Тоног төхөөрөмж:	пропан сав, чанга яригчтай чанга яригч, дуу өсгөгч, дуу тоглуулагч (тоглогч, компьютер гэх мэт)
Материал:	хөнгөн цагаан хоолой, хуванцар юүлүүр

Туршилтын үе шатууд

1. Бид хөнгөн цагаан хоолойд нүхийг тэмдэглэж, өрөмддөг.
2. Хуванцар юүлүүрийг хагасаар нь хайчилж ав.
3. Бид юүлүүрийн нэг хэсгийг бэхэлсэн тууз ашиглан хоолойд холбодог.
4. Бид дулааны цавуу буу ашиглан юүлүүрийн хоёр дахь хэсгийг баганад хавсаргана.
5. Бид хөнгөн цагаан хоолойг багананд бэхэлсэн тууз ашиглан бэхлэнэ. Хоолойд хийсэн нүхнүүд нь дээд талд байх ёстой.
6. Бид хоолойг ашиглан хийн цилиндрийг хоолойд холбодог.
7. Бид цилиндрийг онгойлгож, хоолойн нүхнээс гарч буй хий рүү гал тавьдаг.
8. Бид дууны давтамж үүсгэгчийг асаагаад чанга яригч руу дууг хэрэглэнэ. Та дууны давтамжтай туршилт хийж болно.