Zgodovina cevi Rubens, materiali, operacija

On Rubens Tube Gre za napravo, ki je sestavljena iz cevi z zvočnikom, nameščenim na enem koncu, in vrsto perforacij, skozi katere izide vnetljiv plin, ki se vklopi za izdelavo majhnih plamenov.

Ta zasnova omogoča zvočne valove znotraj cevi, ki jo proizvaja zvočnik. In brez dvoma dokazuje, da je zvok tlačni val, saj je pretok vnetljivega plina, ki izhaja skozi luknje, sorazmeren lokalnemu tlaku istega.

Slika 1. Rubens Tube. Vir: Wikimedia Commons

Slika 1 prikazuje blond cev, v kateri je razvidno, da višina plamenov sledi valovni vzorcu, ki je ravno zvok. 

Rubens Tube je poimenovan po svojem ustvarjalcu -Heinrichu Leopoldu Rubensu (1865 -1922) -, ki je bil izjemen nemški fizik in inženir.  Njegovo glavno raziskovalno področje je bilo preučevanje elektromagnetnega sevanja v infrardečem in njegove preiskave so bile odločilne pri razvoju teorij o črnem telesu, ki so pozneje privedle do kvantne fizike.

Leta 1904 je Heinrich Rubens zgradil svojo znamenito cev, prvotno dolga štiri metre z vrsto 200 perforacij z ločitvijo 2 centimetrov v zgornjem delu.

[TOC]

Materiali 

Možno je sestaviti rubensko cev z razmeroma pogostimi materiali, kot je podrobno opisano spodaj. Je potrebno:

- Anodizirana kovinska cev ½ palca za en meter dolga z nitjo na enem od svojih koncev, drugi konec mora biti dobro brušen, da odpravi vse ostre robove.

Vam lahko služi: primeri stehiometrije v vsakdanjem življenju

- Nit bronasti adapter ½ do ¼ palčni cev.

- Propanska steklenica s plinom z regulatorjem tlaka in ¼ palčni adapter za cev.

- Objemke cevi.

- Latex rokavice in ½ palčne cevi.

- Podpora za les, da cev postavi na mizo.

Construction Rubens Tube

-Najprej je črta narisana s svinčnikom ali markerjem vzdolž cevi. Prav tako je treba narediti prečne ocene 1 cm ločevanja med njimi in 10 centimetrov od ločitve od koncev cevi, ki služijo prebode.

-Z vrtanjem banke so perforacije narejene z uporabo vrtanja s premerom 1,5 mm, v predhodno izslednih znamkah.

-Na enem koncu cevi je adapter nitka nameščen na cev, na drugem. To je utrujeno z maskirnim trakom in zagotavlja s sponko, ki je postavljena na trak, tako da membrana ni razrezana.

-Nato je plinska steklenica povezana in na koncu membrane je nameščen zvočnik, kar se je povezalo z zvočnim ojačevalnikom. Signal je mogoče ustvariti z mobilnikom, saj obstajajo aplikacije za ustvarjanje zvočnih signalov na določeni frekvenci.

-Končno je zvočni izhod povezan z ojačevalnikom z ustreznimi kabli. Shema je na sliki 2. Ko je plamen vklopljen, lahko zvoke že vizualizirate v plamenu Rubens cevi.

Vam lahko služi: sistemi umetne proizvodnje: metode in izbira

Previdnostni ukrepi

-Vzemite ustrezne varnostne ukrepe, saj bo delovalo s plinom in ognjem, tako da je treba poskus izvesti v dobro prezračevanih prostorih in odstraniti vse vnetljive predmete in snovi iz okolice.

-Izogibati se je treba zračnim tokom.

-Poskusite, da naprave ne pustite predolgo, da ne bi poškodovali zvočnika.

-Vzorec valov bolje zmanjšuje intenzivnost luči.

Slika 2. Rubens cev shema. Vir: Self Made.

Delovanje

Ko je osvetljen plin, ki pride skozi perforacije in se v bližini membrane nanese vir zvoka, je razvidno, kako spremenljivi višini plameni narišejo obliko stacionarnega vala znotraj cevi.

Membrana je tista, ki omogoča, da se impulzi zvočnega tlaka, ki jih proizvaja zvočnik ali rog, nameščeni poleg membrane.

Prekrivanje prenašanega vala in odsevnega vala ustvarjata razlike v tlaku, kar ustvarja stacionarno val, katerega vzorec se reproducira višina plamena, kot višja območja (grebeni) in območja, v katerih se plamen komaj loči (doline ali vozlišča).

Ustrezne frekvence

Zvočnik je lahko povezan z generatorjem spremenljivih frekvenčnih valov, ki ga je treba prilagoditi ustreznim frekvencam, da se vizualizirajo različne načine stacionarnega vala, ki se tvorijo znotraj cevi.

Ustrezne frekvence so odvisne od dolžine cevi in ​​odnos, ki ga morajo izpolniti, je naslednje:

F = (v _zvok /2l) n

Biti L dolžina in N = 1, 2, 3, 4 ..

Zvočnik lahko povežete tudi z izhodom glasbenega predvajalnika, da vizualizirate zvok glasbe skozi plamen.

Lahko vam služi: etika, znanost in tehnologija

Kundtova cev: Rubens Tube predhodnik

Rubenova cev je varianta cevi Kundt, ki jo je ustvaril še en nemški fizik z imenom August Kundt, ki je leta 1866 zgradil stekleno cev, jo postavil vodoravno in napolnil s koščki plute ali prahu spore Lycopodium Fern. 

Nato je z enim batom zaprl en konec, na drugi pa je postavil prožno membrano, na katero je pritrjen vir zvoka. Pri tem je opazil, kako je bil spor prah združen v vozlišča stacionarnega vala, ki se oblikuje znotraj cevi, in valovno dolžino je mogoče izmeriti.

Spreminjanje položaja bata se lahko prikaže vzorce, ki ustrezajo različnim načinom vibracij, za dani vir zvoka. 

Cev Kundt je zelo uporabna za merjenje hitrosti zvoka v različnih plinih in pri različnih temperaturah in nedvomno je, da je Heinrich Rubens navdihnil to delo, da bi ustvaril njegovo znano cev.

Reference

1. Spletna akustika. Rubens Tube. Okreval od aholticweba.com
2. Tao fizike. Flame v akustični cevi. Okrevano od: Vicente1064.Blogspot.com
3. Maciel, t. Plamenski osciloskop: fizika Rubens 'plamenske cevi. Okreval od: fizika.PhysicsCentral.com.
4. Zvok in demonstracija valov z Rubenovo cevjo. Okrevani od: ljudje.Fizika.Tamu.Edu.
5. Wikipedija. Heinrich Rubens. Okreval od: Wikipedia.com
6. Wikipedija. Rubens Tube. Okreval od: Wikipedia.com.