Ozka cev
1. metoda
1. cevi
Najprej smo merili stoječe valovanje v ozki cevi, saj je to najosnovnejši primer.
Podatki o cevi (1.cev):
Merjenje lastnih frekvenc zraka v 1. cevi
Po teoriji bi morali iz formule
dobiti stoječa valovanja za frekvence 257 Hz, 773 Hz, 1288 Hz.
| z vzbujanjem frekvenc | s pregledom vseh frekvenc | izračunane |
|---|---|---|
| 253 ± 25 Hz | 290 ± 10 Hz | 257 ± 1,57 Hz |
| 740 ± 30 Hz | 745 ± 10 Hz | 772 ± 4,71 Hz |
| / | 1220 ± 10 Hz | 1288 ± 7,86 Hz |
Izmerili smo še, na katerih višinah so nastali vozli in hrbti valovanja. Višina pomeni višino od dna cevi. Računali smo po formuli
oziroma
| frekvenca | vozel/hrbet | izmerjena višina | izračunana višina |
|---|---|---|---|
| 740 Hz | hrbet | 9 ± 0,2 cm | 11 ± 0,066 cm |
| vozel | 20 ± 0,2 cm | 22 ± 0,133 cm | |
| hrbet | 39 ± 0,2 cm (6 ± 0,2 cm, izven cevi) | 33 ± 0,2 cm |
Izmerjene lastne frekvence v ozki cevi so zelo blizu izračunanim, kar pomeni, da okoliščine poskusa ustrezajo predpostavkam (okolica ne vzbuja, niti ne duši določenih frekvenc idr.) Po teoriji velja, da so ojačane frekvence ravno tiste, pri katerih je dolžina cevi lihi večkratnik četrtine valovne dolžine. Prav tako se s teorijo ujemajo višine vozlov in hrbtov, razen hrbet, ki se nahaja izven cevi, za odstopanje katerega sklepamo, da je posledica zunanjih vplivov.
2. cev
V nadaljevanju smo meritve opravili na cevi z naslednjimi lastnostmi:
Merjenje lastnih frekvenc zraka v 2. cevi
| z vzbujanjem frekvenc | s pregledom vseh frekvenc | izračunane |
|---|---|---|
| 150 ± 10 Hz | 140 ± 10 Hz | 159 ± 0,59 Hz |
| 450 ± 10 Hz | 440 ± 10 Hz | 477 ± 1,76 Hz |
| 770 ± 5 Hz | 775 ± 10 Hz | 794 ± 2,94 Hz |
| frekvenca | vozel/hrbet | izmerjena višina | izračunana višina |
|---|---|---|---|
| 150 Hz | hrbet | 53 cm ± 2,2 cm | 53,5 ± 0,2 cm |
| 440 Hz | hrbet | 18 ± 0,2 cm | 17,8 ± 0,066 cm |
| vozel | 36,5 ± 0,7 cm | 35,7 ± 0,133 cm | |
| hrbet | 53 cm ± 2,2 cm | 53,5 ± 0,2 cm |
Iz tabele lastnih frekvenc zraka v 2. cevi je razvidno, da izmerjene frekvence le malo odstopajo od izračunanih. Iz tabele lokacij vozlov in hrbtov pa vidimo, da se izmerjene višine ujemajo z izračunanimi.
2. metoda
Tu smo pri fiksni frekvenci spreminjali dolžino cevi. Uporabili smo 1. cev (natančnejši opis poskusa). Dolžino cevi smo spreminjali od 0 do 33 cm. Prvo frekvenco (740 Hz) smo izbrali izmed izmerjenih lastnih frekvenc, dobljenih po prvi metodi za celotno dolžino cevi za n = 3, drugo (500 Hz) pa smo izbrali naključno, da smo potrdili, da metoda deluje za vse frekvence, ne le za lastne frekvence zraka pri celotni dolžini cevi.
| ν1=740 Hz | ν2=500 Hz | |||
|---|---|---|---|---|
| izračunana dolžina | 11 cm | 33 cm | 17 cm | 51 cm |
| izmerjena dolžina | 10,5 ± 0,5 cm | 33 ± 0,5 cm | 17 ± 0,5 cm | / (izven cevi) |
Izmerjene dolžine se ujemajo z izračunanimi.
Pri frekvenci 740 Hz obe metodi zaznata vozle in hrbte na približno enakih višinah (9 ± 0,2 cm po prvi metodi in 10,5 ± 0,5 cm po drugi metodi).