[精讚] [會員登入]
7181

保麗龍小球與駐波1~肯特管 (Kundt tube)內的波漣

透過裝有小顆粒保麗龍球的透明塑膠管(稱為肯特管),可以觀察管柱內聲波的共振現象

分享此文連結 //n.sfs.tw/10498

分享連結 保麗龍小球與駐波1~肯特管 (Kundt tube)內的波漣@zfangの科學小玩意
(文章歡迎轉載,務必尊重版權註明連結來源)
2019-10-25 12:32:40 最後編修
2016-12-26 22:19:36 By zfang
 

這次幫《科學少年》介紹聲波實驗,我第一次接觸肯特管。雖然文章次分類為輕鬆隨意玩,其實肯特管吹起來不輕鬆,但......真的很好玩!

聲音的傳遞是一種波動現象,空氣中的聲波是縱波,透過空氣分子的推擠產生疏密變化而將能量傳出去。

若是聲波在管子中來回振動時,入射波與反射波結合就會就會發生波的疊加現象,有些地方振動更激烈,有些地方的振動則抵消。要如何看得到管柱內的聲波強弱變化呢?透過裝有小顆粒保麗龍球的透明塑膠管(稱為肯特管),可以觀察管柱內聲波的共振現象。參考:科學遊戲實驗室~聲音看得見

製作方法:將透明塑膠管一端封住,裝入1mm小保麗龍球,另一端套上衛生紙或口罩的不織布層。
操作方法:雙手握住綁衛生紙的一端,嘴巴對著塑膠管用力發出聲音。


透明管我是用隔熱紙的套筒。(隔熱紙可用來做實驗:隔熱紙也能這樣玩~哈哈鏡成像觀察!)


發聲之後,小保麗龍球形成層次分明的整齊排列,


保麗龍球隨著聲波共振站立甚至晃動,就好像看見聲波在塑膠管內傳遞。

如果吹的好,可以明顯看到保麗龍球有趣的振動,形成一片一片波浪狀的整齊排列!為了配合我的錄影,男孩們吹到快累死了。他們說快斷氣了,關於這個實驗的準備工作與過程花絮,請見續篇:保麗龍小球與駐波2~肯特管準備與315實驗花絮、保麗龍小球與駐波3~吹到快斷氣的肯特管(316實驗花絮)

1.聲音越大,保麗龍球的站立越明顯!

2.持續吹,可以看到層次分明的波漣

3.在這段影片中,請注意波漣移動的方向:

裡頭的小保麗龍球出現的層狀變化最驚奇。這個現象的原理是什麼呢?只用駐波二字不能滿足我,直到查詢到這篇虎尾高中的科展報告才恍然大悟,原來裡頭氣流的壓力變化(產生微小氣旋)才是主要原因。

管中聲波共振造成氣流壓力改變,有些位置壓力時大時小為振動較劇烈的波腹,有些則壓力變化不大是幾乎無振動的波節。保麗龍球隨著聲波而前後移動,形成一堆 堆以波節為中心的聚集。此外,又因為管中產生微小的氣旋變化,質輕的小保麗龍球被托起,聲波就在管柱內形成像沙丘上紋路的波漣。


受到聲波共振與微細氣流影響,小保麗龍球在波節與波節之間,隨著聲波產生層次線紋的波漣。

我們是用吹的,所以可能會認為是我們吹出的氣流造成的現象。如果改用喇叭產生聲音,帶動肯特管內氣體變化,就能觀察到波節、波腹,以及美麗獨特的波漣了。請參考下面影片的實驗:

 

類似的駐波與氣流實驗,請見:火焰與駐波之舞~魯賓斯之管(Rubens’tube)

 

保麗龍小球與駐波1~肯特管 (Kundt tube)內的波漣
保麗龍小球與駐波2~肯特管準備與315實驗花絮
保麗龍小球與駐波3~吹到快斷氣的肯特管(316實驗花絮)

 

2014-05-28

END

你可能感興趣的文章

[共振影片]橋、節拍器、火焰的共振 頻率相同會發生共振,除了聲音、單擺的共振外,也在網路上找到幾段相關的影片,可作為教學上補充使用。

[聲音補充影片] 耳朵與聽力 聲音單元中,關於耳朵與聽力的補充影片,挑選合適的觀看討論。

保麗龍小球與駐波1~肯特管 (Kundt tube)內的波漣 透過裝有小顆粒保麗龍球的透明塑膠管(稱為肯特管),可以觀察管柱內聲波的共振現象

[網路影片] 力學波的科學與波浪舞、海波(海嘯)相關影片 找了一些波與波浪舞相關影片,作為教學補充。 前面幾段式引起興趣,後面幾段談科學,最後從水波到海嘯。

鳥笛、木笛、兒童排笛 鳥笛中沒有加水,只能吹出一個單調的聲音。加水後,發出幾個不同頻率的聲音

奇妙的打擊樂器~HANG (手碟)與steelpan(鋼鼓) 在網路上看到一個特別的樂器。模樣像鍋蓋,居然能有如此豐富輕柔的樂音,這是什麼樂器啊?

我有話要說

>>

限制:留言最高字數1000字。 限制:未登入訪客,每則留言間隔需超過10分鐘,每日最多5則留言。

訪客留言

[無留言]

隨機好文

讓光線轉彎~光纖玩具 這是常見的光纖玩具,像是半透明的塑膠線,點亮它會看見每一根細絲的前端,均會發出光點。

凸面鏡是魔鏡? 我就在車上捕捉到這個鏡頭,相片本身只是小ㄚ頭的背影,可是吸引我注意的是~左方汽車後視鏡所清楚呈現的景象……

功與能的簡易動手做~吸管吹箭與做功 我的活動習慣是完全開放,略講大致方法,其餘由他們自己試。根據經驗,不是那麼容易就成功的活動可以玩比較久,也會讓學生有挑戰性。

哇!好驚人的發散 實驗中學生閒的無聊,就把眼鏡摘下放在光源前...

影子怎麼斷了? 影子的形狀,根據光的直線前進,形狀該與原先物體相似,就算部份變形~也不會差太多,如果影子投影在非平面呢?