Šodien kopā ar YouTube kanāla autoru AlexGyver mēs veiksim ļoti interesantu iespaidīgu un bīstamu eksperimentu, kas palīdzēs redzēt skaņu un pat sajust tās siltumu.
Ko jums atbildēs, ja jums jautā, kas ir skaņa? Visticamāk, skaņa ir vilnis, bet kāds vilnis, kā jūs to iedomājaties? Zemāk ir shematisks viļņu formas attēlojums, taču tas noteikti neizslīd no skaļruņiem šādā formā.
Un šeit ir skaļruņa klasiskais attēls:
Jau daudz tuvāk patiesībai, bet skaņa dzirdama aiz skaļruņa, tāpēc pareizāk ir zīmēt šādi:
Atcerieties apļus uz ūdens, tie arī iznāk no avota un palielinās izmēros, tikai apļi uz ūdens, ja paskatās uz tiem no malas, izskatās pēc tā paša viļņa, jo uz ūdens esošais vilnis ir šķērsvirziena vai pārvietojuma vilnis. Ūdens molekulas tiek pārvietotas viena pret otru.
Bet gaisā esošais vilnis ir garenvirziena vai stiepes-saspiešanas vilnis, un tas izplatās pa rādiusu, tas ir, gaisa kompresijas un retas frekvences apgabaliem ir lodes forma.
Kā redzēt vilni gaisā? To izdarīt ar neapbruņotu aci ir gandrīz neiespējami. Viens spilgts piemērs ir triecienvilnis no eksplozijas.
Ja sprādziens ir pietiekami spēcīgs, tad no saspiestā gaisa var redzēt sfērisku vilni. Gaiss tajā ir tik blīvs, ka tas izraisa šādu skābju iznīcināšanu bez skābes. Bet tajā pašā laikā skaņu var ieslodzīt, piemēram, caurules formā, kurā tā vairs nebūs lode un iegūs tieši šos spriedzes un saspiešanas slāņus.
Turklāt šādā slazdā skaņa tiks atstarota no aizmugures sienas, un parādīsies tā saucamais stāvošais vilnis, un laika gaitā mēs iegūsim pastāvīgu gaisa spiediena sadalījumu caurules iekšpusē. Un šodien mēs novērosim šo ļoti saspringuma saspiešanas vilni interesantā eksperimentā, kuru Heinrihs Rubenss pirmo reizi veica jau 1904. gadā. Viņam par godu eksperimenti tika saukti par Rubensa pīpi.
Sākumā mēs veiksim nelielu instalāciju no mazas caurules.Šim nolūkam ir piemērota alumīnija caurule ar diametru 12 mm un garumu apmēram 40 cm.
Mums caurumā caurumā ir jāizurbj caurumi, kuru diametrs ir aptuveni 1 mm, nelielā attālumā viens no otra, teiksim, 1 cm. Nākotnes caurumu vietas mēs atzīmējam ar lineālu un marķieri un urbjam.
Tālāk mums ir nepieciešams gāzes deglis, vēlams, tas:
Šis deglis ir iesmidzināšanas tips. Gāze sajaucas ar gaisu pirms aizdegšanās un sadedzināšanas, kā saka ar zilu liesmu. Bet mums ir nepieciešama tīra gāze, tāpēc gaisa caurumus mēs noslēdzam ar lenti. Lai gan šeit viss sprausla tiek noņemta, tas ir vēl vienkāršāk.
Un atkal piestipriniet elektrisko lenti. Caurule sakarsīs, bet ne pārāk daudz. Pievērsiet uzmanību cilindram. Šis ir degļu cilindrs ar kolonas skavu, izgriezums augšējā pusē ir jāpagriež cik vien iespējams uz augšu, pretējā gadījumā deglis izspļaus šķidru gāzi un būs daudz uguns.
Skaņas viļņu avots būs ķīniešu viedtālrunis ar skaņas frekvences ģeneratora lietojumprogrammu (ar vārdu var atrast google tirgū).
Mēs fiksējam viedtālruni ar skaļruni pie caurules otrā gala, plastilīns palīdzēs to izdarīt hermētiski. Mums ir nepieciešama viedtālruņa membrānas dinamika, lai tā būtu maksimāli savienota ar klausules gaisu. Autore stingri neiesaka veikt šo eksperimentu mājās vai bez pieaugušo uzraudzības ar ugunsdzēšamo aparātu, gāze nav drošākā rotaļlieta.
Un mums ir 3 parametri, kurus var konfigurēt. Tie ir: gāzes plūsma, skaņas intensitāte un frekvence. Eksperimenta būtība ir tāda, ka noteiktās frekvencēs mēģenē parādās stāvošs vilnis, un gāzes spiediens dažādās šī viļņa daļās ir atšķirīgs, un kaut kur ir vairāk uguns, un kaut kur mazāk. Un pats interesantākais ir tas, ka attālums starp virsotnēm atbilst skaņas viļņa garumam, šajā vietā ir viss sāls. Un tad autore pamanīja, ka māls sāk izkausēt.
Mēs izmantosim īpašu termoplastiku, kas mīkstinās karstā ūdenī, un pēc tam jūs varēsit no tā veidot skulptūru, piemēram, adapteri no caurules uz viedtālruni. Jums tas nav 3D izdruka - tā ir māksla.
Tagad aprēķināsim, skaņas frekvence ir gandrīz 2900 Hz, skaņas ātrums propāns-butānā ir gandrīz tāds pats kā gaisā, attiecīgi, saskaņā ar skolas formulu, mēs iegūstam viļņa garumu 12 cm.
Mēs skatāmies uz cauruli. Starp gaismām, kas mums ir centimetri, tiek ņemts vērā viļņa garums caur maksimumu, 12 tas ir. Starp citu, šis eksperiments ļauj mums atrisināt apgriezto problēmu, tas ir, atrast skaņas ātrumu caurulē ar zināmu frekvenci. Plus, eksperiments ir ļoti vizuāls, bet tas kaut kā izrādījās ne pārāk iespaidīgs, nepietika uguns, uguns. Tuvināsim eksperimentu un uzkurināsim vēl vairāk. Lai to izdarītu, ņem metru cauruli ar diametru 40 mm, tas būs karsts.Plāns ir tāds pats, mēs urbsim caurumus, bet šoreiz 1,5 mm diametrā. Mēs sāksim gāzi caur silikona cauruli (piemēram, 6 mm), ko pārdod santehnikas veikalā. Mēs to pielīmēsim daļā vitamīnu burkas. Un tas ir vienkārši uzlikts uz degļa.
Mēs savienojam skaļruni caur plastmasas pudeles augšdaļu.
Kopumā šī lieta darbojas - piemēram:
Ļoti gluda un skaista viļņu forma, uzstādīšana darbojas perfekti, bet ar gāzes plūsmu acīmredzami nepietiek, vienkārši negrieziet rokturi. Problēma slēpjas sprauslā, tā ir jāatskrūvē no degļa, jo caur to iziet ļoti maz gāzes.
Tur tas ir. Bet mūziķim autoram nepietika skaļruņu jaudas, tāpēc mēs pārietam pie lielāka skaļruņa un lielākas pudeles, un, protams, mēs uzstādīsim ķīniešu pastiprinātāju, lai tas viss darbotos.
Skaļrunis ar lielu difuzoru var pārvietot daudz lielākus gaisa apjomus, kas nozīmē, ka reakcija uz skaņu būs daudz asāka. Un šādai instalācijai vajadzētu vilkt mūziku, starp citu, tā izskatās kā dārza lukturītis.
Starp citu, atšķirībā no degļa, brīvi dedzinoša gāze daudz smēķē, kas ir vēl viens iemesls šo eksperimentu neatkārtot mājās. Varat vienkārši noskatīties autora oriģinālo videoklipu:
Tas arī viss. Paldies par uzmanību. Tiekamies drīz!