História rubensovej trubice, materiály, prevádzka

On Rubensová trubica Je to zariadenie, ktoré pozostáva z trubice s reproduktorom umiestneným na jednom konci a radom perforácií, cez ktoré vychádza horľavý plyn, ktorý sa zapne, aby vytvoril malé plamene.

Tento dizajn umožňuje zvukové vlny vo vnútri trubice produkovanej reproduktorom. A nepochybne demonštruje, že zvuk je tlakovou vlnou, pretože prietok horľavého plynu, ktorý vychádza cez otvory, je úmerný miestnemu tlaku toho istého.

postava 1. Rubensová trubica. Zdroj: Wikimedia Commons

Obrázok 1 zobrazuje blond trubicu, v ktorej je zrejmé, že výška plameňov sleduje vlnový vzor, ​​ktorý je presne zvukom. 

Rubens Tube je pomenovaná po jej tvorcovi -heinrich Leopold Rubens (1865 -1922) -ktorý bol vynikajúcim nemeckým fyzikom a inžinierom.  Jeho hlavnou výskumnou oblasťou bolo štúdium elektromagnetického žiarenia v infračervenom a jeho vyšetrenie boli rozhodujúce vo vývoji teórií ožarovania čierneho tela, ktoré následne viedli k kvantovej fyzike.

V roku 1904 Heinrich Rubens postavil svoju slávnu trubicu, pôvodne štyri metre s radom 200 perforácií s odlúčením 2 centimetrov v hornej časti.

[TOC]

Materiál 

Je možné postaviť rubensovú trubicu s relatívne bežnými materiálmi, ako je uvedené nižšie. Je povinný:

- Eloxizovaná kovová trubica s výškou ½ palca o jeden meter dlhá s niťou na jednom zo svojich koncov, druhý koniec musí byť dobre brúsený, aby sa eliminovali všetky ostré hrany.

Môže vám slúžiť: príklady stechiometrie v každodennom živote

- Závitový bronzový adaptér ½ až ¼ palca hadica.

- Fľaša na propánový plyn s regulátorom tlaku a adaptérom hadice s ¼ palca.

- Hadica.

- Latexové rukavice a svorka trubice s ½ palca.

- Podporová podpora na umiestnenie trubice na stôl.

Konštrukcia rubensovej trubice

-Najprv je čiara nakreslená ceruzkou alebo značkou pozdĺž trubice. Je tiež potrebné urobiť priečne značky 1 cm oddelenie medzi nimi a 10 centimetrov od oddelenia od koncov trubice, ktoré slúžia na prepichnutie otvorov.

-Pri brehovej vŕtaní sa vykonávajú perforácie pomocou vŕtačky s priemerom 1,5 mm v predtým sledovaných značkách.

-Na jednom konci trubice je závitový adaptér umiestnený na hadicu a na druhej strane je zakrytý výjazd trubice, pomocou kúska latexu rukavice ako membrány. Je to unavené maskovacou páskou a zaisťuje svorku, ktorá je umiestnená na páske, takže membrána nie je rezaná.

-Potom je fľaša na plyn pripojená a reproduktor je umiestnený na konci membrány, ktorá sa zase pripojila k zvukovému zosilňovači. Signál je možné generovať pomocou mobilného telefónu, pretože existujú aplikácie na generovanie zvukových signálov pri danej frekvencii.

-Nakoniec je zvukový výstup spojený s zosilňovačom pomocou príslušných káblov. Schéma je na obrázku 2. Akonáhle je plameň zapnutý, môžete už vizualizovať zvuky v plameňoch rubensovej trubice.

Môže vám slúžiť: Systémy umelej výroby: Metódy a výber

Prevencia

-Prijmite príslušné bezpečnostné opatrenia, pretože bude pracovať s plynom a ohňom, takže experiment sa musí vykonávať v dobre vetraných priestoroch a odstrániť všetky horľavé predmety a látky z okolia.

-Malo by sa vyhnúť vzduchovým prúdom.

-Snažte sa neopustiť zariadenie príliš dlho, aby ste zabránili poškodeniu reproduktora.

-Vlny vĺn lepšie znižujú intenzitu svetiel.

Obrázok 2. Rubensová trubica. Zdroj: Self Made.

Fungujúci

Keď je plyn, ktorý vychádza cez perforácie, a je zdroj zvuku aplikovaný v blízkosti membrány, je vidieť, ako plamene variabilnej výšky nakreslia tvar stacionárnej vlny vo vnútri trubice.

Membrána je tá, ktorá umožňuje zvukové tlakové impulzy produkované reproduktorom alebo rohom umiestneným vedľa membrány, ktoré sa majú prenášať do vnútra trubice, ktoré sa odrážajú, keď dosiahnu druhý koniec.

Prekrývanie vysielanej vlny a odrazenej vlny vytvára rozdiely v tlaku a vytvára stacionárnu vlnu, ktorej vzor je reprodukovaný výškou plameňov, ako vyššie oblasti (hrebene) a oblasti, v ktorých je plameň sotva rozlíšený (doliny alebo uzly).

Vhodné frekvencie

Reproduktor môže byť pripojený k generátoru variabilnej frekvenčnej vlny, ktorý musí byť upravený na príslušné frekvencie, aby sa vizualizovali rôzne stacionárne vlnové režimy, ktoré sa tvoria vo vnútri trubice.

Vhodné frekvencie závisia od dĺžky trubice a vzťahu, ktorý musia splniť, sú nasledujúce:

F = (v _znieť /2l) n

Bytosť L dĺžka a N = 1, 2, 3, 4 ..

Reproduktor môžete tiež pripojiť k východu hudobného prehrávača, aby ste vizualizovali zvuk hudby cez plamene.

Môže vám slúžiť: etika, veda a technológia

Kundtova trubica: predchodca rubensovej trubice

Rubensova trubica je variantom kundtovej trubice, ktorú vytvoril ďalší nemecký fyzik menom August Kundt, ktorý v roku 1866 postavil sklenenú trubicu, umiestnil ju vodorovne a naplnil ju kúskami korku alebo prachom spór z lycopodium fern. 

Potom zavrel jeden koniec jedným piestom a na druhej. Pritom pozoroval, ako bol prach spór zoskupený do uzlov stacionárnej vlny, ktorá sa tvorí vo vnútri trubice a potom je možné zmerať vlnovú dĺžku.

Zmena polohy piestu je možné zobraziť vzory zodpovedajúce rôznym režimom vibrácií pre daný zdroj zvuku. 

Kundtová trubica je veľmi užitočná na meranie rýchlosti zvuku v rôznych plynoch a pri rôznych teplotách a je nesporné, že Heinrich Rubens bol inšpirovaný týmto prácou pri vytváraní svojej slávnej trubice.

Odkazy

1. Akustika. Rubensová trubica. Zotavené z apolticweb.com
2. Tao fyziky. Flamy v akustickej trubici. Získané z: Vicente1064.Blog.com
3. Maciel, T. Flaming osciloskop: Fyzika rubensovej plameňovej trubice. Obnovené z: PhysicsBuzz.Fyzikálny.com.
4. Demonštrácia zvuku a vlny s rubensovou trubicou. Uzdravené z: ľudí.Fyzika.tama.Edu.
5. Wikipedia. Heinrich Rubens. Získané z: Wikipedia.com
6. Wikipedia. Rubensová trubica. Získané z: Wikipedia.com.