Tubul Rubens Este un dispozitiv format dintr-un tub cu un difuzor plasat la un capăt și un rând de perforații prin care iese gaz inflamabil, care se aprinde pentru a produce flăcări mici.
Acest design face posibilă vizualizarea undelor sonore din tubul produs de difuzor. Și arată fără îndoială că sunetul este o undă de presiune, deoarece fluxul de gaz inflamabil care iese prin orificii este proporțional cu presiunea locală a acestuia..
Figura 1 prezintă un tub Rubens aprins, în care se poate vedea că înălțimea flăcărilor urmează un model de undă, care este tocmai cea a sunetului.
Tubul Rubens poartă numele creatorului său - Heinrich Leopold Rubens (1865 - 1922) - care a fost un important fizician și inginer german. Principalul său domeniu de cercetare a fost studiul radiației electromagnetice în infraroșu, iar cercetarea sa a fost decisivă în dezvoltarea teoriilor radiației corpului negru care au dus mai târziu la fizica cuantică..
În 1904, Heinrich Rubens și-a construit faimosul tub, inițial lung de patru metri, cu un rând de 200 de perforații distanțate la 2 centimetri în partea de sus..
Indice articol
Este posibil să construiți un tub Rubens cu materiale relativ comune, așa cum este detaliat mai jos. Este necesară:
- Tub metalic anodizat de ½ inch pe un metru lungime cu fir la un capăt, celălalt capăt trebuie să fie bine șlefuit, pentru a elimina toate muchiile tăietoare.
- Adaptor pentru furtun din ½ filet din to inch din alamă.
- Butelie de gaz propan cu regulator de presiune și adaptor de furtun de ¼-inch.
- Clemele furtunului.
- Mănuși din latex și clemă de tub de ½ inch.
- Suport din lemn pentru a așeza orizontal tubul pe o masă.
-Mai întâi se trasează o linie de-a lungul tubului cu un creion sau un marker. De asemenea, este necesar să se facă semne transversale la 1 cm distanță și la 10 centimetri distanță de capetele tubului, care sunt folosite pentru găurirea găurilor..
-Cu un burghiu de banc se fac găurile, folosind un burghiu cu diametrul de 1,5 mm, în semnele trasate anterior.
-La un capăt al tubului, adaptorul de la fir la furtun este plasat, iar la celălalt capăt, ieșirea tubului este acoperită, folosind o membrană din latexul mănușii. Acesta este fixat strâns cu bandă de mascare și fixat cu o clemă care este plasată peste bandă, astfel încât membrana să nu fie tăiată..
-Apoi, butelia de gaz este conectată și un difuzor este plasat la capătul membranei, care la rândul său a fost conectat la un amplificator audio. Semnalul poate fi generat cu telefonul mobil, deoarece există aplicații pentru a genera semnale audio la o anumită frecvență.
-În cele din urmă, ieșirea audio este conectată la amplificator folosind cablurile corespunzătoare. Schema este în figura 2. Odată aprinsă flacăra, puteți vizualiza deja sunetele din flăcările tubului Rubens.
-Luați măsurile de precauție pertinente, deoarece veți lucra cu gaz și foc, astfel încât experimentul trebuie să se desfășoare în spații bine ventilate și să îndepărteze toate obiectele și substanțele inflamabile din împrejurimi..
-Schițele ar trebui evitate.
-Aveți grijă să nu lăsați dispozitivul pornit prea mult timp, pentru a evita deteriorarea difuzorului.
-Modelul de undă este cel mai bine văzut prin scăderea intensității luminilor.
Când gazul care iese din perforații este aprins și sursa de sunet este aplicată aproape de membrană, se poate vedea cum flăcările de înălțime variabilă desenează forma undei staționare din interiorul tubului.
Membrana este cea care permite impulsurilor de presiune sonoră produse de difuzorul sau claxonul plasat lângă membrană să fie transmise în interiorul tubului, care sunt reflectate când ajung la celălalt capăt.
Suprapunerea undei transmise și a undei reflectate creează diferențe de presiune, producând un val staționar al cărui model este reprodus de înălțimea flăcărilor, cum ar fi zonele superioare (creste) și zonele în care flacăra este abia distinsă (văi sau noduri).
Difuzorul poate fi conectat la un generator de unde cu frecvență variabilă care trebuie setat la frecvențele adecvate pentru a vizualiza diferitele moduri de undă staționară care se formează în interiorul tubului..
Frecvențele adecvate depind de lungimea tubului și relația pe care trebuie să o întâlnească este următoarea:
f = (v sunet / 2L) n
Fiind L lungimea și n = 1, 2, 3, 4 ...
De asemenea, puteți conecta difuzorul la ieșirea unui player de muzică pentru a vizualiza sunetul muzicii prin flăcări.
Tubul Rubens este o variantă a tubului Kundt, creat de un alt fizician german pe nume August Kundt, care în 1866 a construit un tub de sticlă, l-a așezat orizontal și l-a umplut cu bucăți de plută sau praf de spori din feriga Lycopodium..
Apoi a închis un capăt cu un piston și a pus o membrană flexibilă pe celălalt, de care a atașat o sursă de sunet. Făcând acest lucru, el a observat cum praful de spori s-a adunat la nodurile undei staționare care se formează în interiorul tubului, iar lungimea de undă poate fi apoi măsurată..
Prin schimbarea poziției pistonului, pot fi afișate modelele corespunzătoare diferitelor moduri de vibrație, pentru o anumită sursă de sunet..
Tubul lui Kundt este foarte util pentru măsurarea vitezei sunetului în diferite gaze și la temperaturi diferite și este clar că Heinrich Rubens a fost inspirat de această lucrare pentru a crea faimosul său tub.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.