Hangtani kísérletek
Hangtan kísérletek
1. Gumiszalag hangszer
Amikor megpengetjük a gumiszalagot, az rezgésbe jön, és ez a rezgés hozza létre a hangot.
A rezgő gumiszalag megmozgatja a körülötte lévő levegőt, és ez a mozgás terjed tovább hangként.
A feszesebb gumiszalag gyorsabban rezeg, ezért magasabb hangot ad.
A hangmagasság attól függ, hogy milyen gyors a rezgés.
A doboz nem csak tartó, hanem a hangszer része – ez erősíti fel a hangot.
Gyakorlati jelentősége:
A húros hangszerek ilyen elven működnek.
2. Vonalzó az asztalon
A vonalzó egyik vége rögzítve van, a másik szabadon rezeg. A hang a rezgésből származik. Ha rövidebb a rezgő rész, akkor gyorsabban rezeg, ezért magasabb hangot hallunk.
Nem a vonalzó anyaga változik, hanem az, hogy mekkora része rezeg – és ez határozza meg a hang magasságát.
Ugyanezen az elven működik például a doromb vagy a zenei fűrész is.
A hangmagasság attól függ, milyen gyorsan rezeg a test – ezt pedig a rezgő rész mérete határozza meg.
Gyakorlati jelentősége:
3. két pohár és a fogvájó
Ezt a jelenséget rezonanciának nevezzük.
Rezonancia akkor jön létre, amikor egy test egy másik test rezgését átveszi és felerősíti.
A második pohár nem magától kezd el rezegni, hanem azért, mert ugyanarra a rezgésre ‘van hangolva’, mint az első.
Ez a kísérlet megmutatja, hogy a hang nemcsak terjed, hanem más testeket is rezgésbe hozhat.
Gyakorlati jelentősége:
A Tacoma híd az Egyesült Államokban, Washington államban található, nem messze Seattle városától.
A híd egy tengerszoros felett épült, a Puget Sound részeként.
Az 1940-es híd nagyon rövid ideig állt – pár hónap után összeomlott.
A hídnak is van saját rezgése. A szél pont olyan ütemben mozgatta, mint ahogyan a híd természetesen rezegni tud. A szél nem csak lökdöste a hidat, hanem együtt ‘játszott’ vele, és ettől a mozgás egyre erősebb lett. Ezért a mozgás egyre nagyobb lett – ezt nevezzük rezonanciának.
Ugyanaz történt, mint a poharas kísérletnél: egy külső hatás elindított egy rezgést, és az felerősödött.
Olyan ez, mint amikor hintázol: ha jó ütemben löknek, egyre magasabbra jutsz.
A Tacoma híd példája megmutatja, hogy a rezonancia nemcsak kísérletben, hanem a valóságban is komoly következményekkel járhat.
A rezonancia azt mutatja meg, hogy egy kis hatás is nagyon nagy mozgást hozhat létre, ha megfelelő ütemben történik.
4. Madzagos telefon
Ez a rezgés a madzagon keresztül jut el a másik pohárhoz.
A madzag rezgésbe jön, és ezt a rezgést átadja a másik oldalon lévő pohárnak, amit ott hangként hallunk.
Ha a madzag laza, a rezgés nem tud jól továbbterjedni, ezért a hang gyengébb.
Ez a kísérlet megmutatja, hogy a hang nemcsak levegőben, hanem szilárd testekben is terjed.
A hang sokszor jobban terjed szilárd testekben, mint a levegőben.
Gyakorlati jelentősége:
Ha valaki a fülét a sínhez teszi, hamarabb meghallja a közeledő vonatot.
A szakemberek hallgatócsővel figyelik a gépek rezgését, hogy megtalálják a hibát.
A vízben is hasonlóan jól terjed a hang, ezért a tengeralattjárók is ezt használják.
5. Papírgalacsinok fólián
Ez azért történik, mert a hang rezgés, amely energiát szállít.
Ez az energia megmozgatja a fóliát, és így a papírgalacsinokat is.
Ez megmutatja, hogy a hang képes más testeket mozgásba hozni.
Gyakorlati jelentősége:
A mikrofonok is hasonló elven működnek.
A hangszórók is egy membránt rezgetnek, ami megmozgatja a levegőt, és így hang keletkezik.
A fülünkben lévő dobhártya is ilyen elven működik.
A telefonok is így rögzítik a hangot: egy apró membrán rezgését alakítják át jellé.
6. Lézer + lufi + tükör
Amikor hangot adunk ki a csőbe, a lufi rezgésbe jön, mert a hang levegőrezgés. A lufira ragasztott tükör is mozog, és emiatt a lézersugár mintázatot rajzol a falra. Ezzel a kísérlettel láthatóvá tesszük a hangot, vagyis a rezgést.
A hang rezgése mintázatot hoz létre – ezt nevezzük Lissajous-görbének. (liszazsu)
Gyakorlati jelentősége:
A fény segítségével nagyon apró rezgéseket is láthatóvá és mérhetővé tudunk tenni.
Ezt az elvet nemcsak kísérletben használjuk. Eötvös Loránd is így tudott nagyon apró mozgásokat mérni: egy tükörrel és fénnyel felnagyította az elmozdulást. Eötvös inga.
Eötvös Loránd olyan pontos műszert készített, hogy még azt is ki tudta mutatni, hol van a föld alatt olaj vagy ércek – pusztán a gravitáció apró különbségei alapján.
Ehhez olyan pici mozgásokat kellett mérnie, amit szabad szemmel nem is lehetne látni – ezért használt tükröt és fényt a felnagyításhoz.
7. Hangvilla + vízcsepp
Más formában:
Összefoglalás:
A hang forrása mindig valamilyen rezgő test. A rezgés terjedéséhez közeg, valamilyen anyag kell.
A hangmagasság a rezgés gyorsaságától függ.
Megjegyzések
Megjegyzés küldése