ZAKLJUČEK IN PRIMERJAVA REZULTATOV S TEORIJO

Za nalogo pri predmetu Projektno delo smo dobili aplikativni projekt uporabe cevi kot merilnika frekvence zvoka.
Naloga izhaja iz pojava, ki se zgodi, če nekdo udari po glasbenih vilicah in jih približa odprtemu koncu cevi primerne dolžine. Pri tem cev glasno zapoje s frekvenco zvoka, ki so ga oddale vilice.
Naš namen je bil sestaviti merilno napravo, s katero bi lahko določili (oz. izmerili) poljubno frekvenco zvoka, ki ga oddaja neko zvočilo.


Na sliki: končna naprava za merjenje frekvence (večja slika)

Rezultat je merilna naprava prikazana na zgornji sliki, ki uporablja pojav resonance v polzaprti cevi, katere dolžino lahko spreminjamo s premikanjem bata. Čeprav slišimo kdaj je cev v resonanci, nam pri natančnejšemu določanju lahko pomaga tudi na sliki prikazan mikrofon, ki je povezan z računalnikom preko LabQuest2 in nam na zaslonu prikazuje graf preko programa LoggerPro (hitro povečanje jakosti zvoka pomeni da je cev v resonanci). 
Na spodnji sliki pa je prikazan način, s katerim merimo dolžino cevi (razdaljo med začetkom cevi in batom). 


Na sliki: inovativen način merjenja dolžine cevi (večja slika)

Pri umerjanju naprave smo si izbrali nekaj frekvenc, zaradi velikosti cevi smo bili omejeni na razpon med 150 in 3500  Hz. Rezultat je tabela preko katere lahko približno določimo katero frekvenco poslušamo glede na to v kakšni dolžini cevi ta frekvenca doseže resonanco s cevjo. Za primerjavo so podane tudi izračunane dolžine, izračunane po formuli: 



Na tabeli: v desnem stolpcu so dolžine kakršne smo izračunali po predpostavljeni formuli, v srednjem so izmerjene dolžine cevi pri katerih pride do resonance pri frekvenci zvoka v levem stolpcu. 


Kdaj je bila cev v resonanci smo določili s pomočjo mikrofona (več v Opis poskusa). Napake pri dolžini cevi smo določili glede na to v kakšnem odmiku je jakost zvoka, kot smo jo zaznali z mikrofonom, upadla.  

Pri primerjavi med izračunano in izmerjeno dolžino lahko opazimo pri višjih frekvencah (>800), če uporabimo popravek in od izračunane vrednosti odštejemo 1,1 cm (po formuli 0,6*r; v Teorija) se precej približamo izmerjenim vrednostim. Na spodnjem grafu lahko primerjamo našo prilagojeno enačbo, predpostavljeno enačbo in popravek 0.6*r.


Na grafu: primerjava različnih matematičnih modelov (večja slika)


Primerjava na grafu nam pokaže, da se formula s popravkom 0,6*r in naša prilagojena formula precej ujemata z izmerjenimi vrednostmi.
 
Pri merjenju pa je kot smo videli pri poskusu brez mikrofona potrebno upoštevati tudi človeško napako, saj se pri nenatančnem poslušanju hitro zgodi, da preskočimo maksimum in tako zgrešimo meritev.  Če se uspemo osredotočiti, pa je naš neodvisni poskus pokazal, da nam lahko samo z uporabo naše naprave in človeškega ušesa uspe izmeriti frekvenco zvoka.
Za lažji izračun frekvence pa smo naredili računalo, ki ga lahko uporabljamo ob merjenju in nam izračuna frekvenco zvoka iz izmerjene dolžine cevi (Računalo).


DODATNA LITERATURA IN VIRI:
  • http://www.schoolphysics.co.uk/age16-19/Sound/text/Sound_waves_in_tubes/index.html
  • http://en.wikipedia.org/wiki/Acoustic_resonance
  • http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/class/phscilab/restube2.html
  • http://www.fonema.se/mouthcorr/mouthcorr.htm