» » Огненная светомузыка Рубенса своими руками

Огненная светомузыка Рубенса своими руками

Приветствую, Самоделкины!
Сегодня мы вместе с автором YouTube канала «AlexGyver» проведем очень интересный зрелищный и опасный эксперимент, который поможет увидеть звук и даже почувствовать его тепло.


Если у вас спросят, что такое звук, что вы ответите? Скорее всего, что звук - это волна, но какая волна, как вы себе это представляете? Ниже представлено схематическое изображение формы сигнала, но она в таком виде из динамиков конечно же не вылетает.


А вот классическое изображение исходящего из динамика звука:

Уже гораздо ближе к правде, но звук слышно и за динамиком, поэтому более правильно будет нарисовать вот так:

Вспомните круги на воде, они тоже выходят из источника и увеличиваются в размерах, только вот круги на воде, если смотреть на них сбоку выглядят как та самая волна, потому что волна на воде - это поперечная волна или волна смещения. Молекулы воды смещаются друг относительно друга.


А вот волна в воздухе - это продольная волна или волна растяжения-сжатия, и распространяется она по радиусу, то есть участки сжатия и разрежения воздуха имеют форму сферы.



Как увидеть волну в воздухе? Сделать это невооруженным глазом практически невозможно. Один из ярких примеров - это ударная волна от взрыва.

Если взрыв достаточно мощный, то можно увидеть сферическую волну из сверх уплотненного воздуха. Воздух в ней настолько плотный, что наносит некислые такие разрушения. Но в то же время звук можно загнать в ловушку, например, в виде трубы, в которой он перестанет быть сферой и получить эти самые слои растяжения и сжатия.

Более того в подобной ловушке звук будет отражаться от задней стенки, и возникнет так называемая стоячая волна, и мы получим постоянное во времени распределение давления воздуха внутри трубы. И вот эту самую волну растяжения-сжатия мы сегодня и будем наблюдать в интересном эксперименте, который впервые был проведён Генрихом Рубенсом (Heinrich Rubens) в далеком 1904 году. В честь него эксперименты назвали трубой Рубенса.

Для начала сделаем маленькую установку из маленькой трубки. Для этой цели подойдет алюминиевая трубка с диаметром 12 мм и длиной около 40 см.



Нам нужно насверлить в трубке отверстий диаметром около 1 мм каждое на небольшом расстоянии друг от друга, скажем в 1см. Размечаем места будущих отверстий с помощью линейки и маркера и сверлим.

Далее нам понадобится газовая горелка, желательно вот такая:

Эта горелка инжекторного типа. Газ смешивается с воздухом перед тем как загореться и горит как говорится синим пламенем. Но нам нужен чистый газ, поэтому заклеим воздушные отверстия изолентой. Хотя тут вся насадка снимается, так даже проще.

И закрепим опять же изолентой. Труба будет нагреваться, но не слишком сильно. Обратите внимание на баллон. Это баллон для горелок с цанговым зажимом, вырез на верхней грани должен быть повёрнут максимально вверх, иначе горелка будет плеваться жидким газом и огня будет очень много.

Источником звуковых волн будет китайский смартфон с приложением генератора звуковых частот (можно найти в google маркете по названию).

Смартфон динамиком закрепим ко второму концу трубки, сделать это герметично поможет пластилин. Нам нужно чтобы мембрана динамика смартфона была максимально связана с воздухом в трубке. Автор настоятельно не рекомендует проводить этот эксперимент дома или без присмотра взрослых с огнетушителем, газ не самая безопасная игрушка.


А у нас есть 3 параметра, которые можно настраивать. Это: поток газа, громкость звука и частота. Суть эксперимента в том, что при определенных частотах в трубке возникает стоячая волна и давление газа оказывается разным в разных участках этой волны, и где-то огня больше, а где-то меньше. И самое интересное, что расстояние между пиками соответствует длине звуковой волны, вот в этом и есть вся соль. И тут автор заметил, что пластилин начал плавиться.

Будем использовать специальный термопластик, который размягчается в горячей воде, а потом можно лепить из него, например, переходник с трубы на смартфон. Это вам не 3d печать - это искусство.


Теперь давайте посчитаем, частота звука у нас почти 2900 Гц, скорость звука в пропан-бутане почти такая же как в воздухе, соответственно по школьной формуле получаем длину волны 12 см.



Смотрим на трубу. Между огнями у нас равно сантиметр, длина волны считается через пик, 12 так и есть. Кстати, этот эксперимент позволяет решать обратную задачу, то есть находить скорость звука в трубе при известной частоте. Плюс эксперимент весьма наглядный, но получилось как-то не очень зрелищно, огня, огня не хватает. Давайте увеличим масштаб эксперимента и сделаем больше огня. Для этого возьмем метровую трубу диаметром 40 мм, это будет жарко.План такой же, насверлим отверстий, но на этот раз 1,5 мм диаметром. Газ будем заводить по силиконовой трубке (вроде 6 мм), продается в сантехническом магазине. Втыкать ее будем в часть банки от витаминок. А на горелку просто надевается.




Динамик подключаем через верхушку от пластиковой бутылки.

В общем работает это дело — вот так:

Очень ровная и красивая форма волны, установка работает идеально, но потока газа явно не хватает, как не крути рукоятку. Проблема кроется в сОпле, его нужно выкрутить из горелки, так как через него проходит очень мало газа.



Вот, вот оно. Но для огнемузыки у автора не хватило мощности динамика, поэтому переходим к более крупному динамику и большой бутылке, ну и конечно же установим китайский усилитель чтобы все это работало.



Динамик с большим диффузором может двигать гораздо большие объемы воздуха, значит и реакция на звук будет гораздо более резкая. И вот такая установка должна потянуть музыку, кстати, похоже на садовый фонарик.




Кстати, в отличие от горелки, свободно горящий газ сильно коптит, что является еще одним поводом не повторять этот эксперимент дома. Можно просто посмотреть оригинальный видеоролик автора:

На этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Источник
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Электромагнитный стол для сверлильного станка своими руками

Устройство для дробления веток (дробильный узел)

9.5
Идея
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
9
Описание
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
9
Исполнение
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
Итоговая оценка: 9.17 из 10 (голосов: 2 / История оценок)
Чтобы написать комментарий необходимо войти на сайт через соц. сети (или зарегистрироваться):
Обычная регистрация
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Добрый день, Гость!


Зарегистрируйтесь

Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

Войти

А затем...

Добавьте самоделку

Или...

Добавьте тему

Онлайн чат

Опрос
Сколько по времени, чаще всего, Вы делаете самоделку?

Последние комментарии

Бpocить кypить нaвceгда всего за день? Лeгкo, нo только этим дедовским методом - http://bit.ly/plridd Излeчит дaжe опытных курильщиков с 30-40 летним стажем. Кypил 14 лет пo пaчкe-полторы вдeнь, но...
Та режет, я резал с жуткими биениями металл дрелью, режет. Причем и обороты были такие, что искры почти не летели. Но круги убиваются в два раза быстрее....
Чушь собачья.Впрочем если с оборотистой электродрелью то возможно и прокатит.Там где не подлезть угловой машинкой....
Конечно это не для промышленного применения,но иногда может выручить.например отрезать DIN-рейку,отпилить кусок текстолита или пластика там где нет возможности использовать обычную болгарку...
Тут такое дело - для более-менее приличных характеристик по количеству тепла получаемого из сожженных дровишек, температура в топке должна быть максимально возможной. Здесь же, хрестоматийная ошибка...
Все комментарии