Levegőoszlop rezonálása rezgő hangvillára
Az ábrán látható összeállítással kimutatható, hogy ugyanannak a hangvillának
a hangjára több, különböző hosszúságú levegőoszlop is rezonálhat. Ha körülbelül
1 m hosszú, 3-4 cm átmérőjű, vízzel töltött üvegcsőből folyamatosan engedjük
ki a vizet, azt tapasztaljuk, hogy az üvegcső fölé erősített rezgő hangvilla
hangja mindannyiszor felerősödik, valahányszor a csőben levő levegőoszlop
hossza egyenlő a hullámhossz negyedrészének páratlan számú többszörösével
(l = (2k + 1)l/4).
Megjegyzések
-
A kísérletet a víz újratöltése nélkül többször is megismételhetjük, ha
az előbb használt csőhöz kb. 1,5 m hosszú gumicsővel, 2-3 literes edényt
csatlakoztatunk, s a csőben levő vízszintet a közlekedőedények elve alapján
az edény süllyesztésével, illetve emelésével szabályozzuk.
Szélesebb üvegedénybe öntsünk vizet, és állítsunk a vízbe néhány cm
átmérőjű, alul-felül nyitott üvegcsövet vagy PVC csövet. Tartsunk a henger
fölé megütött hangvillát, és közben mozgassuk a hengert függőlegesen úgy,
hogy változzon a benne lévő levegőoszlop hossza. A henger meghatározott
helyzetében a hangvilla hangja felerősödik.
A hangvilla rezgéseinek hatására az üveghengerben lévő levegőoszlopban
állóhullámok alakulnak ki. Rezonancia akkor jön létre, ha a gerjesztő
rezgés frekvenciája ugyanannyi, mint a hengerben kialakuló hullám sajátfrekvenciája.
