De Rubens rør Det er en enhet som består av et rør med en høyttaler plassert i den ene enden og en rad perforeringer der det kommer ut brennbar gass som antennes for å gi små flammer.
Denne designen gjør det mulig å visualisere lydbølgene i røret som produseres av høyttaleren. Og det viser uten tvil at lyd er en trykkbølge, siden strømmen av brennbar gass som kommer ut gjennom åpningene er proporsjonal med det lokale trykket til den samme..
Figur 1 viser et opplyst Rubens-rør, der det kan sees at høyden på flammene følger et bølgemønster, som nettopp er lydens.
Rubens-røret er oppkalt etter skaperen - Heinrich Leopold Rubens (1865 - 1922) - som var en fremtredende tysk fysiker og ingeniør. Hans viktigste forskningsfelt var studiet av elektromagnetisk stråling i infrarød og hans forskning var avgjørende i utviklingen av teoriene om svart kroppsstråling som senere førte til kvantefysikk..
I 1904 bygde Heinrich Rubens sitt berømte rør, opprinnelig fire meter langt med en rad på 200 perforeringer fordelt på 2 centimeter fra hverandre på toppen..
Artikkelindeks
Det er mulig å bygge et Rubens-rør med relativt vanlige materialer, som beskrevet nedenfor. Kreves:
- Anodisert metallrør på ½ tomme med en meter langt med tråd i den ene enden, den andre enden må være godt pusset for å eliminere alle skjærekanter.
- Messing ½ tråd til ¼ tommer slangeadapter.
- Propangassflaske med trykkregulator og ¼-tommers slangeadapter.
- Slangeklemmer.
- Latexhansker og ½ tommers rørklemme.
- Trestøtte for å plassere røret horisontalt på et bord.
-En linje tegnes først langs røret med en blyant eller markør. Det er også nødvendig å lage tverrmerker 1 cm fra hverandre og 10 centimeter fra hverandre på endene av røret, som brukes til å bore hullene..
-Med en benkboring er hullene laget med et bor på 1,5 mm i de tidligere tegnede merkene.
-I den ene enden av røret plasseres adapteren til tråd-til-slange, og i den andre enden dekkes rørutløpet ved hjelp av et stykke av hanskens latex som en membran. Denne festes tett med maskebånd og festes med en klemme som plasseres over tapen slik at membranen ikke blir kuttet..
-Deretter kobles gassflasken og en høyttaler plasseres i enden av membranen, som igjen har blitt koblet til en lydforsterker. Signalet kan genereres med mobilen, siden det finnes apper for å generere lydsignaler med en gitt frekvens.
-Til slutt er lydutgangen koblet til forsterkeren ved hjelp av passende kabler. Skjemaet er i figur 2. Når flammen er tent, kan du allerede visualisere lydene i flammene til Rubens-røret.
-Ta de aktuelle forholdsregler siden du skal jobbe med gass og ild, så eksperimentet må utføres i godt ventilerte rom og fjern alle brennbare gjenstander og stoffer fra omgivelsene..
-Utkast bør unngås.
-Ikke la enheten være på for lenge, for å unngå å skade høyttaleren.
-Bølgemønsteret sees best ved å senke lysets intensitet.
Når gassen som kommer ut av perforeringene antennes og lydkilden påføres nær membranen, kan det sees hvordan flammene i varierende høyde trekker formen til den stående bølgen inne i røret.
Membranen er det som gjør at lydtrykksimpulsene som produseres av høyttaleren eller hornet plassert ved siden av membranen, kan overføres inne i røret, som reflekteres når de når den andre enden.
Overstillingen av den overførte bølgen og den reflekterte bølgen skaper trykkforskjeller, og produserer en stående bølge hvis mønster er gjengitt av flammenes høyde, for eksempel høyere områder (rygger) og områder der flammen knapt kan skilles (daler eller noder).
Høyttaleren kan kobles til en bølgenerator med variabel frekvens som må settes til de aktuelle frekvensene for å visualisere de forskjellige stående bølgemodusene som dannes inne i røret..
De aktuelle frekvensene avhenger av lengden på røret og forholdet de må oppfylle er følgende:
f = (v lyd / 2L) n
Å være L lengden og n = 1, 2, 3, 4 ...
Du kan også koble høyttaleren til utgangen til en musikkspiller for å visualisere lyden av musikk gjennom flammene.
Rubens-røret er en variant av Kundt-røret, opprettet av en annen tysk fysiker ved navn August Kundt, som i 1866 bygde et glassrør, plasserte det vannrett og fylte det med korkstykker eller spordøv fra Lycopodium-bregnen..
Så lukket han den ene enden med et stempel og satte en fleksibel membran på den andre, som han festet en lydkilde på. Ved å gjøre dette observerte han hvordan sporestøvet klumpet seg sammen ved nodene til den stående bølgen som dannes inne i røret, og bølgelengden kan deretter måles..
Ved å endre stempelets posisjon kan mønstrene som tilsvarer de forskjellige vibrasjonsmodusene, for en gitt lydkilde, vises..
Kundts rør er veldig nyttig for å måle lydens hastighet i forskjellige gasser og ved forskjellige temperaturer, og det er tydelig at Heinrich Rubens ble inspirert av dette arbeidet for å lage sitt berømte rør.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.