Rezonans.pdf

Rezonansakustyczny

Rezonans to przekazywanie drgań przez jedno ciało drugiemu, w odniesieniu

do źródeł dźwięku zjawisko to nazywa się rezonansem akustycznym.

Warunkiem rezonansu jest równość częstotliwości własnej dwóch ciał;

ponadto musi być jakieś ciało pośredniczące wprzekazywaniu drgań –

wprzypadkurezonansuwahadełtakimciałemjestnitkałączącawahadła.

Doświadczenie1

W niezbyt wielkiej odległości ustawiamy dwa kamertony wydające przy

pobudzeniudźwiękiojednakowejwysokości.

Pobudzamydodrgańjedenkamertonipokrótkimczasietłumimyjegodrgania.

Pomimo to słyszymy dźwięk. Łatwo przekonaćsię, Ŝe jego źródłem jest drugi

kamerton.

W tym doświadczeniu ciałem pośredniczącym w przekazywaniu drgań było

głównie podłoŜe, na którym stały kamertony. Częściowo gra rolę takŜe

otaczającepowietrze,którerównieŜprzenosifaledźwiękowezjednegociałana

drugie.

Rezonans akustyczny moŜna otrzymać uŜywając niekoniecznie dwóch

jednakowychciałdrgających.

Doświadczenie2

Nadwylotemruryumieszczamykamertonpobudzonydodrgań.

Dźwięk jest słyszany bardzo słabo. ObniŜamy zbiornik zmieniając przez

todługość słupa powietrza w rurze. W pewnej chwili słyszymy wyraźnie

wzmocnienie dźwięku. Przy dalszym obniŜaniu poziomu wody wrurze

stwierdzamy,Ŝedźwiękstajesięledwiesłyszalny.Aleczasemudajesięjeszcze

jednowzmocnienie,gdydługośćsłupapowietrzajesttrzyrazywiększaniŜprzy

pierwszymwzmocnieniu.

Otrzymany wynik doświadczenie tłumaczymy następująco. Kamerton wysyła

fale dźwiękowedownętrza rury; odbijają się od powierzchni wody i wracając

interferują z falami padającymi. JeŜeli przy stopniowym zwiększaniu długości

słupa powietrza uzyskamy długość równą ćwiartce długości fali, to powstaje

wrurzefalastojąca,mającawęzełnapowierzchniwody,strzałkę–przywylocie

zrury. Amplituda fali stojącej jest większa niŜ amplituda kaŜdej z fal

interferujących ze sobą, wobec tego słyszymy wzmocniony dźwięk. Zajdzie tu

rezonans pomiędzy słupem powietrza, a kamertonem. Przy dalszym obniŜaniu

poziomuwodyfalastojącaniepowstaje,gdyŜdługośćsłupapowietrzastajesię

większa niŜ ćwiartka fali. Ponowne wzmocnienie dźwięku moŜe jednak

nastąpić,gdydługośćsłupapowietrzabędziewynosićtrzyćwiartkifali.

Omówione doświadczenie dowodzi, Ŝe moŜe powstać rezonans jakiegoś ciała

drgającegoiodpowiedniodobranegosłupapowietrza.Jesttowykorzystaneprzy

konstrukcji instrumentów muzycznych. Tak na przykład struna skrzypiec

wydajesamadźwiękbardzosłaby;gdyjednakjestrozpiętanapudleskrzypiec,

dźwięksłyszymyznaczniegłośniej.

Rezonans słupa powietrza moŜna wykorzystać do wyznaczania prędkości

dźwięku,długościfaliiczęstotliwościkamertonu.