Rubensova trubice

Obsah Trocha teorie o šíření zvuku Historie Podstata pokusu Jak jsme to postavili Vlastní experiment Komentář

Zvuk mechanickým podnětem vyvolaná změna tlaku ovlivňující své okolí střední kvadratický tlak zvuku 60 dB = 0,02 Pa, porovnání atm. tlak: 101,325 kPa   Šíření zvuku: podmínky: dostatečná frekvence budiče, střední volná dráha << vlnová délka plyny, kapaliny – podélné vlnění, pevné látky – podélné i příčné vlnění

Rychlost zvuku Isaac Newton (1643-1727) – 15% chyba – zanedbal tepelný děj při šíření Pierre Laplace (1749-1827) – tlak a teplota se mění adiabaticky termoakustické zařízení, akustický laser

termoakustické zařízení

akustický laser

rychlost zvuku ve vzduchu: v = 331,4 + 0.6T C m / s

rychlost zvuku ve vzduchu: v = 331,4 + 0.6T C m / s

rychlost zvuku ve vzduchu: v = 331,4 + 0.6T C m / s

Historie John Le Conte (1818-1891) Karl Rudolf Koening (1832-1901) kalifornský profesor zabývá se rychlostí zvuku, studuje vibrace předmětu v kapalině, prokazuje, že plameny jsou citlivé na zvuk. Karl Rudolf Koening (1832-1901) německý fyzik "výrobce hudebních nástrojů" konstruuje hořící manometr vynálezce ladičky

Historie August von Kundt (1839-1894) Heinrich Rubens (1865 – 1922) německý fyzik: Kundtova trubice – demonstrace stojatého vlnění Heinrich Rubens (1865 – 1922) německý fyzik Rubensova trubice (1905), el-mag záření George W. Ficken and Francis C. Stephenson (1979) – teoretické odvození

Podstata pokusu (aneb jak by to mělo vypadat)

Podstata pokusu (aneb jak by to mělo vypadat)

Podstata pokusu (aneb jak by to mělo vypadat)

Náš postup (aneb jak jsme to postavili my) Reproduktory (18W) Plynová bomba s hadicí

Náš postup (aneb jak jsme to postavili my) Kovová trubice 1 l = 130cm d = 3,5cm 127 děr po 1cm (průměr 1,5mm) Kovová trubice 2 l = 200cm d = 6,5cm 190 děr po 1cm (průměr 1,5mm)

Náš postup (aneb jak jsme to postavili my) Bezpečnostní rizika Výbuch Hoření reproduktoru/zarážky

Akustický tlak Uzel Kmitna Stojaté podélné vlnění Největší rychlost částic Kmitna Částice jsou v klidu Stojaté podélné vlnění

Pokus Sledujte Pozice minim a maxim (zda je na konci trubice max/min) Zda plameny oscilují nebo hoří konstantně

Interpretace experimentu Nízká intenzita → tření plynu o trubici → prodloužení vlny Pevný konec: minimum jasnosti Plameny hoří s konstantní výškou Vyšší intenzita → tření překonáno Pevný konec: maximum jasnosti Plameny oscilují (v části periody vzduch nasáván) Stojaté podélné vlnění

Interpretace experimentu  

Zdroje http://en.wikipedia.org/wiki/Rubens'_tube http://fyzmatik.pise.cz/40547-rubensova-trubice-demonstrace-stojateho-vlneni.html http://kdf.mff.cuni.cz/veletrh/sbornik/Veletrh_12/12_02_Konecny.html http://www.walter-fendt.de/ph14cz/stwaverefl_cz.htm http://webfyzika.fsv.cvut.cz/PDF/prednasky/akustika.pdf http://www.fysikbasen.dk/English.php?page=Vis&id=6 http://dml.cz/bitstream/handle/10338.dmlcz/121286/CasPestMatFys_048-1919-2_8.pdf http://dml.cz/bitstream/handle/10338.dmlcz/108868/CasPestMatFys_056-1927-1_11.pdf Feynmanovy přednášky z fyziky

Poděkování Heinrichu Rubensovi Ing. Aloisi Motlovi, CSc. Rodičům Ing. Vojtěchu Svobodovi, CSc.