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声音共振:如何计算声速
声音,无论是说话,音乐,地震,火灾或音爆,旅行波。波旅行,叫传播,通过每一个材料都有不同的速度,像水或空气。
频率单位是事件发生的次数。声音的频率测量赫兹,缩写赫兹,这意味着是周期循环,从顶部的一波,每秒。人类通常能听到20赫兹到20000赫兹,而狗能听到60000赫兹,和一些蝙蝠能听到声音低至1 Hz。声音是在球场;听起来更高频率更高的音调(如口哨)和较低的频率较低球(就像一个大号)。
音叉的对象产生了共鸣或振动,在特定的频率和节距。音叉的声音取决于尖头叉子的长度,可以用来调整乐器。
问题:
计算空气中的声速。
材料:
- 音叉与已知的频率
- 又大又高的圆柱形玻璃容器
- 水
- 橡皮锤
- 统治者
过程
- 填补玻璃容器一半水。
- 罢工的音叉橡皮锤。你为什么要用木槌罢工的调优而不是一个坚硬的表面就像一个表?
- 把音叉在玻璃容器的照片。记录你的观察。拿着叉子在容器如何改变你听到声音吗?这为什么会发生?
- 同时保持音叉在容器的开口,慢慢地把水倒进缸。如果你自己做不到,再让一位朋友或家庭成员来帮助你。听的时候有一个音高的变化(频率)。
- 删除一些水和尝试添加一遍,直到您可以识别的水的高度频率跳跃。为什么跳的频率?
- 在这个高度计算声速使用以下方程:
v声音的速度吗 |
f赫兹音叉的频率 |
H是高水的顶端之间的距离和圆柱体的嘴唇吗 |
D米水容器的直径 |
结果
空气中的声速是343米/秒(约一英里在5秒!)在20°C。比较实验值的真正价值。如果它是温暖的,速度会更快。
为什么?
声音的变化时,将发生在水柱量筒产生相同的谐振音叉。简单来说,这意味着一个周期波的气缸的底部,在相同的时间音叉振动一次。
的基频是一个周期的频率的波长。二次谐波,也称为1圣泛音,是整数(整数)的基本频率的倍数。很多人不听谐波之间的区别,但它们通常用于音乐和谐波的例子,甚至可以发现在人类的声音。
这里有一些例子应用于音符的频率:
近似的注意 |
频率(赫兹) |
波长(m) |
基本的高度(米) |
2nd谐波高度(米) |
C |
256年 |
1.34 |
0.33 |
0.17 |
c# |
278年 |
1.23 |
0.31 |
0.16 |
D |
294年 |
1.17 |
0.29 |
0.15 |
Eb |
311年 |
1.10 |
028年 |
0.14 |
E |
330年 |
1.04 |
0.26 |
0.13 |
F |
349年 |
0.98 |
0.24 |
0.12 |
f# |
370年 |
0.93 |
0.23 |
0.12 |
G |
392年 |
0.88 |
0.22 |
0.11 |
一个b |
415年 |
0.83 |
0.20 |
0.11 |
一个 |
440年 |
0.78 |
0.19 |
0.10 |
B |
494年 |
0.69 |
0.18 |
0.09 |
波长是一个周期的长度在米波,峰间。通常用希腊象征λλ和可以计算方程
v是m / s的速度 |
λ波长在米 |
f在赫兹的频率,或年代1 |
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