な んでも確認しましょう。

        何気なく疑問に思うことや,当然と思い込んでいることなど,できるだけ実 際に

       測定することで,『物理家』として恥をかかないように努めましょう。

 

   →Home    →なんでも確認のメニューへ 

 

 
気柱共鳴における気柱内音圧分布


いくつかの思い違いなどかあり,修正しましたがまだ間違いが残っているすもしれません。お気付きの点があれ ばおしらせください。


 

 クントの実験につては,かなり以前から多くの人によって気柱内部の様子が調べられていました。 音の大きさをマイクで調べるとき,定常波の腹ではなく節のところが最大になることが見過ごされてい ました。気柱の一端にスピーカーを取り付け,気柱内に定常波を作るので,

      <p> 「スピーカーの位置は当然腹で,音の大きさも最大である」</p>

と信じている人が多いのだそうです。マイクで測定する音圧と定常波の振幅の区別をきちんと認識しなくてはいけませんね。

 今回は,オーディオスピーカーとの関連でいろいろ試したいことがあったため,左の図のようにパ イプの端にスピーカーを取り付け,他端からマイクを差し入れ音圧を測定しました。

 

 

 初めに作成したものが,左の写真です。持ち合わせの厚紙パイプを利用したため,太く短いパイプ になってしまいました。

 この実験の詳細は こ ちら を見てください。

 ※ たくさん間違いがあったので修正しています。

 ※ スピーカーが外を向いているということは,この装置単体で使うのではないということです が,その目的までの道のりはすごく遠くなってしまいました。

 

 

 いくつかの疑問点が出てきたため,きちんと材料を購入してきて作り替えました。ハイプの長さを 変更できるようにするため,下水用の塩ビパイプとジョイントを購入し,ジョイント内にスピーカーを 固定しました。スピーカーの向きも選択できるようになりますし,スビーカーの後ろを閉館にすること もできます。


 


 

 初めはこんな結論になってしまうのかと考えたりしていました。


間違いですね。

 

 PCの信号源ソフトとしては,WaveGeneratorを使用し,音声出力端子からの信号を アンプに入れ,このスピーカーを鳴らします。初めに見つけた共鳴は3倍振動でした。

 

 詳しい様子は こちら  を!!

 

振動数は520Hz,気柱の長さは約50センチ。

3/4λは49センチです。


  左 (500 mの位置 )がスピーカー,右が開口端
音圧が高いところが「振幅の節」です

 

 この辺りまでは,実験中やブログを書いているとき私の体内にアルコールが入っているため,思い 違いや書き間違い,測定ミスなどがありかなり混沌としたものになっていました。

 そこで気合を入れなおして測定した結果が左のグラフです。

 520Hz (橙色の線)ではすっきりしています。

  管口が「腹」で音圧が極小。
 管口から0.14mあたり (λ/4=0.17m)で節


  0.31m(λ/2=0.327m)あたりで腹,左端(スピーカー位置)付近で
     節

 と,それなりの規則性で並んでいます。

 260Hzでは,一応共鳴のような現象があるのですが,520の半分ですから,2倍振動という ことになり,管の中央部が節になるはずですが,かなりずれています。

 


 

 

 この原因は,今のところ 管の両端が開いている(図においてスピーカーの左側が開放になってい る)ため,低い振動数でその影響が大きくなっていると考えています。

 では,もう少し振動数が高くなるとどうなるかを調べればよいのでしょうね。520Hzから上の 共鳴を探すと,840Hzでした。少し計算がずれますが,520のほぼ5/3倍で,5倍振動になっ ていると思われます。結果は,左のグラフです。

 以上で一応の結論になったと思いますが,パイプの長さや太さを変えて探究してみる必要があるで しょうね。どなたか,高校物理の課題研究などで取り組んでもらえないでしょうか。

※ まだ納得できていないことが残っています。
が,かなり勘違いによる記述が残っていて全て削除しました。

 

+--