Sejarah tiub Rubens, bahan, operasi

Dia Tiub Rubens Ia adalah peranti yang terdiri daripada tiub dengan pembesar suara yang diletakkan di satu hujung dan deretan perforasi di mana gas mudah terbakar keluar, yang menghidupkan untuk menghasilkan api kecil.

Reka bentuk ini memungkinkan gelombang bunyi di dalam tiub yang dihasilkan oleh pembesar suara. Dan menunjukkan tanpa keraguan bahawa bunyi adalah gelombang tekanan, kerana aliran gas mudah terbakar yang keluar melalui lubang adalah berkadar dengan tekanan tempatan yang sama.

Rajah 1. Tiub Rubens. Sumber: Wikimedia Commons

Rajah 1 menunjukkan tiub berambut perang, di mana dapat dilihat bahawa ketinggian api mengikuti corak gelombang, yang tepatnya bunyi. 

Rubens Tube dinamakan sempena penciptanya -Heinrich Leopold Rubens (1865 -1922) -yang merupakan ahli fizik dan jurutera Jerman yang luar biasa.  Bidang penyelidikan utamanya adalah kajian sinaran elektromagnetik dalam inframerah dan siasatannya tegas dalam pembangunan teori radiasi badan hitam yang kemudiannya membawa kepada fizik kuantum.

Pada tahun 1904 Heinrich Rubens membina tiubnya yang terkenal, pada asalnya empat meter panjang dengan barisan 200 perforasi dengan pemisahan 2 sentimeter di bahagian atasnya.

[TOC]

Bahan 

Adalah mungkin untuk membina tiub Rubens dengan bahan yang agak biasa, seperti yang terperinci di bawah. Adalah diperlukan:

- Tiub logam anodized ½ inci dengan panjang satu meter dengan benang di salah satu hujungnya, hujung yang lain mesti disandarkan dengan baik, untuk menghapuskan semua tepi tajam.

Boleh melayani anda: Contoh stoikiometri dalam kehidupan seharian

- Penyesuai Gangsa Thread ½ hingga ¼ inci hos.

- Botol gas propana dengan pengawal selia tekanan dan penyesuai hos ¼ inci.

- Pengapit hos.

- Sarung tangan lateks dan pengapit tiub ½ inci.

- Sokongan kayu untuk meletakkan tiub di atas meja.

Pembinaan tiub Rubens

-Pertama garis ditarik dengan pensil atau penanda di sepanjang tiub. Ia juga perlu membuat tanda melintang pemisahan 1 cm di antara mereka dan 10 sentimeter dari pemisahan dari hujung tiub, yang berfungsi untuk menembusi lubang.

-Dengan gerudi bank, perforasi dibuat, menggunakan gerudi diameter 1.5 mm, dalam tanda yang dikesan sebelumnya.

-Di satu hujung tiub penyesuai benang diletakkan ke hos dan di sisi lain, keluar tiub dilindungi, menggunakan sekeping sarung tangan sarung tangan sebagai membran. Ini letih dengan pita pelekat dan memastikan dengan pengapit yang diletakkan di atas pita, sehingga membran tidak dipotong.

-Kemudian botol gas disambungkan dan penceramah diletakkan di hujung membran, yang seterusnya telah disambungkan ke penguat audio. Isyarat boleh dihasilkan dengan mudah alih, kerana terdapat aplikasi untuk menjana isyarat audio pada kekerapan yang diberikan.

-Akhirnya output audio dihubungkan dengan penguat menggunakan kabel yang sesuai. Skim ini dalam Rajah 2. Sebaik sahaja api dihidupkan, anda sudah dapat menggambarkan bunyi dalam api tiub Rubens.

Boleh melayani anda: Sistem Pengeluaran Buatan: Kaedah dan Pemilihan

Langkah berjaga-berjaga

-Ambil langkah berjaga -jaga yang relevan kerana ia akan berfungsi dengan gas dan api, supaya percubaan mesti dilakukan di ruang pengudaraan yang baik dan keluarkan semua objek dan bahan yang mudah terbakar dari persekitaran.

-Arus udara harus dielakkan.

-Cuba jangan meninggalkan peranti terlalu lama, untuk mengelakkan merosakkan pembesar suara.

-Corak gelombang lebih baik mengurangkan intensiti lampu.

Rajah 2. Skim tiub Rubens. Sumber: Diri Diri.

Berfungsi

Apabila gas yang keluar melalui perforasi dinyalakan dan sumber bunyi digunakan berhampiran membran, dapat dilihat bagaimana api ketinggian berubah -ubah melukis bentuk gelombang pegun di dalam tiub.

Membran adalah yang membolehkan denyutan tekanan bunyi yang dihasilkan oleh pembesar suara atau tanduk yang diletakkan di sebelah membran untuk dihantar ke bahagian dalam tiub, yang dicerminkan apabila mereka sampai ke hujung yang lain.

Tumpahan gelombang yang ditransmisikan dan gelombang yang dicerminkan menghasilkan perbezaan tekanan, menghasilkan gelombang pegun yang coraknya diterbitkan semula oleh ketinggian api, sebagai kawasan yang lebih tinggi (rabung) dan kawasan di mana api hampir tidak dibezakan (lembah atau nod).

Frekuensi yang sesuai

Penceramah boleh disambungkan ke penjana gelombang frekuensi berubah -ubah yang mesti disesuaikan dengan frekuensi yang sesuai untuk memvisualisasikan mod gelombang pegun yang berbeza yang terbentuk di dalam tiub.

Frekuensi yang sesuai bergantung pada panjang tiub dan hubungan yang mereka mesti memenuhi adalah berikut:

F = (v _Bunyi /2L) n

Menjadi L panjang dan N = 1, 2, 3, 4 ..

Anda juga boleh menyambungkan pembesar suara ke pintu keluar pemain muzik untuk menggambarkan bunyi muzik melalui api.

Ia boleh melayani anda: Etika, Sains dan Teknologi

Kundt's Tube: Rubens Tube Precessor

Tiub Rubens adalah variasi tiub kundt, yang dicipta oleh ahli fizik Jerman yang bernama August Kundt, yang pada tahun 1866 membina tiub kaca, meletakkannya secara mendatar dan mengisi dengan kepingan gabus atau habuk spora dari Fern Lycopodium. 

Kemudian dia menutup satu hujung dengan satu pelocok dan di sisi lain dia meletakkan membran fleksibel, yang mana sumber bunyi dilampirkan. Dengan berbuat demikian, dia memerhatikan bagaimana habuk spora dikelompokkan ke dalam nod gelombang pegun yang terbentuk di dalam tiub dan panjang gelombang kemudian dapat diukur.

Menukar kedudukan omboh dapat dipaparkan corak yang sepadan dengan mod getaran yang berbeza, untuk sumber bunyi yang diberikan. 

Tiub Kundt sangat berguna untuk mengukur kelajuan bunyi dalam gas yang berbeza dan pada suhu yang berbeza dan tidak dapat dipertikaikan bahawa Heinrich Rubens diilhamkan oleh karya ini untuk mencipta tiubnya yang terkenal.

Rujukan

1. Web Acoustics. Tiub Rubens. Pulih dari AholticWeb.com
2. Tao Fizik. Flamas dalam tiub akustik. Pulih dari: vicente1064.Blogspot.com
3. Maciel, t. Oscilloscope Flaming: Fizik tiub api Rubens. Pulih dari: Physicsbuzz.Physicscentral.com.
4. Demonstrasi bunyi dan gelombang dengan tiub Rubens. Pulih dari: orang.Fizik.Tamu.Edu.
5. Wikipedia. Heinrich Rubens. Pulih dari: wikipedia.com
6. Wikipedia. Tiub Rubens. Pulih dari: wikipedia.com.