De Rubens rör Det är en anordning som består av ett rör med en högtalare placerad i ena änden och en rad perforeringar genom vilka lättantändlig gas kommer ut, som antänds för att producera små lågor.
Denna design gör det möjligt att visualisera ljudvågorna i röret som produceras av högtalaren. Och det visar utan tvekan att ljud är en tryckvåg, eftersom flödet av brandfarlig gas som kommer ut genom öppningarna är proportionellt mot detsamma lokala tryck..
Figur 1 visar ett upplyst Rubens-rör, i vilket man kan se att flammornas höjd följer ett vågmönster, som exakt är ljudets.
Rubens-röret är uppkallat efter dess skapare - Heinrich Leopold Rubens (1865 - 1922) - som var en framstående tysk fysiker och ingenjör. Hans huvudsakliga forskningsområde var studien av elektromagnetisk strålning i infraröd och hans forskning var avgörande för utvecklingen av teorier om svart kroppsstrålning som senare ledde till kvantfysik..
År 1904 byggde Heinrich Rubens sitt berömda rör, ursprungligen fyra meter långt, med en rad på 200 perforeringar fördelade 2 centimeter från toppen..
Artikelindex
Det är möjligt att bygga ett Rubens-rör med relativt vanliga material, som beskrivs nedan. Krävs:
- Anodiserat metallrör på ½ tum en meter långt med tråd i ena änden, den andra änden måste vara slipad för att eliminera alla skäreggar.
- Mässing ½ tråd till ¼ tum slangadapter.
- Propangasflaska med tryckregulator och ¼-tums slangadapter.
- Slangklämmor.
- Latexhandskar och ½ tum slangklämma.
- Trästöd för att placera röret horisontellt på ett bord.
-En linje dras först längs röret med en penna eller markör. Det är också nödvändigt att göra tvärmärken 1 cm från varandra och 10 centimeter från rörets ändar, som används för att borra hålen..
-Med en borrborr är hålen gjorda med en borrkrona på 1,5 mm i de tidigare ritade märkena.
-I ena änden av röret placeras gäng-till-slang-adaptern och i den andra änden täcks rörets utlopp med en bit av handskens latex som ett membran. Detta fixeras tätt med maskeringstejp och säkras med en klämma som placeras över tejpen så att membranet inte skärs..
-Därefter ansluts gascylindern och en högtalare placeras i slutet av membranet, som i sin tur har anslutits till en ljudförstärkare. Signalen kan genereras med mobilen, eftersom det finns appar för att generera ljudsignaler vid en given frekvens.
-Slutligen är ljudutgången ansluten till förstärkaren med lämpliga kablar. Schemat är i figur 2. När lågan tänds kan du redan visualisera ljuden i lågorna i Rubens-röret.
-Ta de relevanta försiktighetsåtgärderna eftersom du ska arbeta med gas och eld, så experimentet måste utföras i väl ventilerade utrymmen och ta bort alla brandfarliga föremål och ämnen från omgivningen..
-Utkast bör undvikas.
-Var noga med att inte låta enheten vara på för länge för att undvika att skada högtalaren.
-Vågmönstret ses bäst genom att sänka ljusintensiteten.
När gasen som kommer ut från perforeringarna antänds och ljudkällan appliceras nära membranet kan man se hur flammorna i varierande höjd drar formen på den stående vågen inuti röret.
Membranet är det som gör att ljudtryckspulserna som produceras av högtalaren eller hornet placerat bredvid membranet kan överföras inuti röret, vilket reflekteras när de når den andra änden.
Överlagringen av den överförda vågen och den reflekterade vågen skapar tryckdifferenser, vilket ger en stående våg vars mönster återges av flammans höjd, såsom högre områden (åsar) och områden där flamman knappt kan urskiljas (dalar eller noder).
Högtalaren kan anslutas till en våggenerator med variabel frekvens som måste ställas in på lämpliga frekvenser för att visualisera de olika stående våglägena som bildas inuti röret..
Lämpliga frekvenser beror på rörets längd och förhållandet de måste möta är följande:
f = (v ljud / 2L) n
Varelse L längden och n = 1, 2, 3, 4 ...
Du kan också ansluta högtalaren till utgången på en musikspelare för att visualisera ljudet av musik genom lågorna.
Rubens-röret är en variant av Kundt-röret, skapat av en annan tysk fysiker som heter August Kundt, som 1866 byggde ett glasrör, placerade det horisontellt och fyllde det med korkbitar eller spordamm från Lycopodium ormbunken..
Sedan stängde han ena änden med en kolv och placerade ett flexibelt membran på den andra, till vilket han fäste en ljudkälla. Genom att göra detta observerade han hur spordammet klumpade ihop sig vid noderna i den stående vågen som bildas inuti röret, och våglängden kan sedan mätas..
Genom att ändra kolvens position kan mönstren som motsvarar de olika vibrationslägena för en viss ljudkälla visas..
Kundts rör är mycket användbart för att mäta ljudets hastighet i olika gaser och vid olika temperaturer och det är tydligt att Heinrich Rubens inspirerades av detta arbete för att skapa sitt berömda rör.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.