Данас ћемо заједно са аутором ИоуТубе канала АлекГивер спровести врло занимљив спектакуларан и опасан експеримент који ће помоћи да се види звук и чак осети његова топлина.
Ако вас питају шта је звук, шта ћете одговорити? Највјероватније, звук је талас, али који талас, како ви то замишљате? Испод је схематски приказ таласног облика, али он сигурно не излази из звучника у овом облику.
А ево класичне слике звука који долази из звучника:
Већ је много ближе истини, али звук се чује иза звучника, тако да је тачније цртати овако:
Сјетите се кругова на води, они такође излазе из извора и повећавају се у величини, само што кругови на води, ако их гледате са стране, изгледају као исти талас, јер је талас на води попречни талас или помични вал. Молекули воде су померени један према другом.
Али талас у ваздуху је уздужни талас или таласно-компресијски талас и он се шири дуж полупречника, односно подручја компресије и разређивања ваздуха имају облик сфере.
Како видети талас у ваздуху? То је готово немогуће учинити голим оком. Један упечатљив пример је ударни талас од експлозије.
Ако је експлозија довољно снажна, тада можете видети сферни талас преко компримованог ваздуха. Ваздух у њему је толико густ да узрокује не-кисело такво уништавање. Али у исто време звук може бити заробљен, на пример, у облику цеви у којој ће престати да буде сфера и доћи ће до тих врло слојева напетости и компресије.
Штавише, у таквој замци ће се звук одбијати од стражњег зида, и појавиће се такозвани стојећи талас, а ми ћемо временом добити сталну расподелу ваздушног притиска у цеви. И данас ћемо посматрати тај талас компресије напетости у занимљивом експерименту, који је први пут спровео Хеинрицх Рубенс 1904. године. У његову част, експерименти су названи Рубенсова цев.
За почетак, направићемо малу инсталацију из мале цеви.У ту сврху је погодна алуминијумска цев пречника 12 мм и дужине око 40 цм.
Морамо избушити рупе у цеви цеви пречника око 1 мм на малој удаљености једна од друге, рецимо 1 цм. Местима будућих рупа обележавамо равнилом и маркером и бушилицом.
Затим нам треба плински горионик, најбоље овај:
Овај горионик је типа убризгавања. Гас се меша са ваздухом пре паљења и паљења као што кажу са плавим пламеном. Али потребан нам је чисти гас, тако да рупе за ваздух заптивамо траком. Иако је овде уклоњена цела млазница, то је још лакше.
И поново поправите електричну траку. Цев ће се загревати, али не превише. Обратите пажњу на цилиндар. Ово је цилиндар за горионике са стезном стезаљком, исјечак на горњој страни треба што више окренути према горе, у противном ће пламеник испљунути течни гас и биће велика ватра.
Извор звучних таласа биће кинески паметни телефон са апликацијом генератора звучних фреквенција (може се наћи на Гооглеовом тржишту по имену).
Фиксирамо паметни телефон са звучником на други крај цеви, пластелин ће вам помоћи да то херметички учините. Потребна нам је динамика мембране паметног телефона да бисмо били максимално повезани са ваздухом у слушалици. Аутор топло не препоручује да овај експеримент спроводите код куће или без надзора одраслих помоћу апарата за гашење пожара, а гас није најсигурнија играчка.
И имамо 3 параметра која се могу подесити. То су: проток гаса, јачина звука и фреквенција. Суштина експеримента је да се на одређеним фреквенцијама у цеви појави стајаћи талас, а притисак гаса је различит у различитим деловима овог таласа, а негде је више ватре, а негде мање. А најзанимљивије је да удаљеност између врхова одговара дужини звучног таласа, ту је и сва сол. А онда је аутор приметио да се глина почела топити.
Користићемо посебан термопластик који омекшава у врућој води, а након тога можете из њега излепити, на пример, адаптер од цеви до паметног телефона. Ово за вас није 3Д отисак - ово је уметност.
Сада израчунајмо, фреквенција звука је готово 2900 Хз, брзина звука у пропан-бутану је скоро иста као у ваздуху, односно, по школској формули, добијамо таласну дужину од 12 цм.
Гледамо цеви. Између светла које имамо центиметар, таласна дужина се сматра преко врха, 12 је. Успут, овај експеримент нам омогућава да решимо обрнути проблем, односно да пронађемо брзину звука у цеви на познатој фреквенцији. Плус, експеримент је врло визуалан, али показао се некако не баш спектакуларно, није било довољно ватре, ватре. Повећамо експеримент и направимо још ватре. Да бисте то учинили, узмите метарну цев пречника 40 мм, биће вруће. План је исти, избушит ћемо рупе, али овај пут пречника 1,5 мм. Започећемо гас кроз силиконску цев (попут 6 мм), која се продаје у водоводној продавници. Залепићемо га у део стакленки витамина. И само се стави на горионик.
Звучник повезујемо преко врха пластичне боце.
Уопште, ова ствар функционише - овако:
Веома гладак и леп таласни облик, инсталација савршено функционише, али проток гаса очигледно није довољан, само немојте да уврнете кваку. Проблем лежи у млазници, треба га одврнути из горионика, јер кроз њега пролази врло мало гаса.
Ено га. Али за музичара аутор није имао довољно снаге звучника, тако да прелазимо на већи звучник и већу боцу, и наравно уградит ћемо кинеско појачало да све то функционише.
Звучник са великим дифузором може да помера много веће количине ваздуха, што значи да ће реакција на звук бити много оштрија. И таква инсталација би требало да повуче музику, успут, изгледа као баштенска лампица.
Узгред, за разлику од горионика, слободно сагоревајући гас много пуши, што је још један разлог да се овај експеримент не понови код куће. Можете само да погледате оригинални видео снимак аутора:
То је све. Хвала на пажњи. Видимо се ускоро!