Труба Рубенса
Труба Рубенса (англ. Rubens' tube, другие названия: труба стоячей волны, огненная труба) — физический эксперимент по демонстрации стоячей волны, основанный на связи между звуковыми волнами и давлением воздуха (или газа).
Устройство
Отрезок трубы, перфорированный по всей длине. Один конец подключается к маленькому динамику, а второй — к источнику горючего газа (баллону с пропаном). Труба заполнена горючим газом, так что просачивающийся через отверстия газ горит. Если используется постоянная частота, то в пределах трубы может сформироваться стоячая волна. Когда динамик включен, в трубе формируются области повышенного и пониженного давления. Там, где благодаря звуковым волнам находится область повышенного давления, через отверстия просачивается больше газа и высота пламени больше. Благодаря этому можно измерить длину волны просто измеряя рулеткой расстояние между пиками.
История
Джон Ле Конт (John Le Conte) открыл чувствительность пламени к звуку в 1858 году. В 1862 году Рудольф Кёниг показал, что высоту пламени можно менять, посылая звук в источник газа, и изменения во времени могут быть отображены при помощи вращающихся зеркал. Август Кундт в 1866 году, продемонстрировал акустические стоячие волны, помещая семена плауна или корковую пыль в трубу. Когда в трубу был запущен звук, то из семян сформировались узлы (точки, где амплитуда минимальна) и пучности (анти-узлы - области, где амплитуда максимальна), сформированные стоячей волной. Позже, уже в XX веке, Бен (Behn) показал, что маленькое пламя может служить чувствительным индикатором давления. Наконец, в 1904 году, используя эти два важных эксперимента, Генрих Рубенс, в чью честь назвали этот эксперимент, взял 4-метровую трубу, просверлил в ней 200 маленьких отверстий с шагом 2 см и заполнил её горючим газом. После поджигания пламени (высота огоньков примерно одинакова по всей длине трубы), он заметил, что звук, подведённый к концу трубы, создаёт стоячую волну с длиной волны, эквивалентной длине волны подводимого звука.[1][2][3][4][5]. Кригар-Менцель (O. Krigar-Menzel) помогал Рубенсу с теоретической стороной явления.
Публичные демонстрации
Труба Рубенса демонстрировалась в The Exploratory в Бристоле, Англия, вплоть до закрытия в 1999 году. Экспонат перемещен в музей @-Bristol[6]
. Данный опыт демонстрируется на кафедрах физики во множестве университетов.[7]
Напишите отзыв о статье "Труба Рубенса"
Примечания
- ↑ Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft, Nr.24 (30 Dec 1904) pp. [www.instructables.com/files/deriv/FX7/DXFT/F5Y3KW37/FX7DXFTF5Y3KW37.LARGE.jpg 351], [www.instructables.com/files/deriv/F8S/YU2I/F5Y3KW39/F8SYU2IF5Y3KW39.LARGE.jpg 352], [www.instructables.com/files/deriv/FPP/LIBC/F5Y3KW35/FPPLIBCF5Y3KW35.LARGE.jpg 353], 354 «Stehende Schallwellen durch Manometerflammen, (Demonstrated by Heinrich Rubens, December, 8th 1904)» [www.instructables.com/id/S9QLGKXF5R8MTGP/ via instructables]
- ↑ Annalen der Physik, vol. 322, Issue 6, pp.149-164 [www.weltderphysik.de/intern/upload/annalen_der_physik/1905/Band_322_149.pdf Flammenröhre für akustische Beobachtungen ], H. Rubens, O. Krigar-Menzel (1905)
- ↑ Philosophical Transactions of the Royal Society of London. «[links.jstor.org/sici?sici=0264-3952%281932%29230%3C413%3AOTGAGB%3E2.0.CO%3B2-9&size=LARGE Series A, Containing Papers of a Mathematical or Physical Character]», Vol. 230, pp. 413—445 (1932)
- ↑ [www.fysikbasen.dk/English.php?page=Vis&id=6 The Flame Tube - ENGLISH TRANSLATION]. Проверено 8 ноября 2006. [www.webcitation.org/6665MU3zo Архивировано из первоисточника 12 марта 2012].
- ↑ [web.archive.org/web/20040724131501/www.science-on-stage.de/fileadmin/Materialien/CD_POS3/Luehrs_waterwave_englisch.doc Luehrs Waterwave Englisch (.doc format)]. Проверено 8 ноября 2006.
- ↑ [www.exploratory.org.uk/exhibits/sound.htm The Exploratory - Exhibits]. Проверено 6 ноября 2006. [www.webcitation.org/6665NwXUh Архивировано из первоисточника 12 марта 2012].
- ↑ [pirt.asu.edu/detail_3.asp?ID=1462&offset=175 Oscillation & Waves](недоступная ссылка — история). Проверено 8 ноября 2006. [web.archive.org/20040918010718/pirt.asu.edu/detail_3.asp?ID=1462&offset=175 Архивировано из первоисточника 18 сентября 2004].
Ссылки
 |
Раздел ссылок нуждается в переработке. |
- [www.youtube.com/watch?v=oPWucNgN8TQ Detailed Video] including sound board and microphone.
- [www.vuw.ac.nz/scps-demos/demos/Light_and_Waves/SoundFlames/SoundFlames.htm Experiment notes], video & detailed analysis
- [www.fysikbasen.dk/English.php?page=Vis&id=6 Flame tube] setup and explanation of effects
- [www.physics.umd.edu/lecdem/services/demos/demosh3/h3-17.htm Brief setup] guide
- [www.physics.isu.edu/physdemos/waves/flamtube.htm Classroom] setup guide
- [web.archive.org/web/20040724131501/www.science-on-stage.de/fileadmin/Materialien/CD_POS3/Luehrs_waterwave_englisch.doc Information] on Rubens' original design (in .doc format)
- [groups.physics.umn.edu/demo/old_page/demo_gifs/3D30_50.GIF Image] showing setup
- [physicslearning.colorado.edu/website_new/Common/ViewDemonstration.asp?DemoCode=3D30.50 General] information
- [pirt.asu.edu/detail_3.asp?ID=1462&offset=175 Experiment setup], under «Links» heading & very nice photo illustrating this experiment
- [www.richdunajewski.com/videos/YHpovwbPGEoo], home video showing various tones and music being played (2:51)
- [www.youtube.com/watch?v=cootexkMmrY], Ruben’s Tube performance by Alyce Santoro
- [www.youtube.com/watch?v=-95qYDkxHSs], Эксперимент с трубой Рубенса (русские субтитры)
Отрывок, характеризующий Труба Рубенса
Отходя от Мальвинцевой, Ростов хотел вернуться к танцам, но маленькая губернаторша положила свою пухленькую ручку на рукав Николая и, сказав, что ей нужно поговорить с ним, повела его в диванную, из которой бывшие в ней вышли тотчас же, чтобы не мешать губернаторше.– Знаешь, mon cher, – сказала губернаторша с серьезным выражением маленького доброго лица, – вот это тебе точно партия; хочешь, я тебя сосватаю?
– Кого, ma tante? – спросил Николай.
– Княжну сосватаю. Катерина Петровна говорит, что Лили, а по моему, нет, – княжна. Хочешь? Я уверена, твоя maman благодарить будет. Право, какая девушка, прелесть! И она совсем не так дурна.
– Совсем нет, – как бы обидевшись, сказал Николай. – Я, ma tante, как следует солдату, никуда не напрашиваюсь и ни от чего не отказываюсь, – сказал Ростов прежде, чем он успел подумать о том, что он говорит.
– Так помни же: это не шутка.
– Какая шутка!
– Да, да, – как бы сама с собою говоря, сказала губернаторша. – А вот что еще, mon cher, entre autres. Vous etes trop assidu aupres de l'autre, la blonde. [мой друг. Ты слишком ухаживаешь за той, за белокурой.] Муж уж жалок, право…
– Ах нет, мы с ним друзья, – в простоте душевной сказал Николай: ему и в голову не приходило, чтобы такое веселое для него препровождение времени могло бы быть для кого нибудь не весело.
«Что я за глупость сказал, однако, губернаторше! – вдруг за ужином вспомнилось Николаю. – Она точно сватать начнет, а Соня?..» И, прощаясь с губернаторшей, когда она, улыбаясь, еще раз сказала ему: «Ну, так помни же», – он отвел ее в сторону:
– Но вот что, по правде вам сказать, ma tante…
– Что, что, мой друг; пойдем вот тут сядем.
Николай вдруг почувствовал желание и необходимость рассказать все свои задушевные мысли (такие, которые и не рассказал бы матери, сестре, другу) этой почти чужой женщине. Николаю потом, когда он вспоминал об этом порыве ничем не вызванной, необъяснимой откровенности, которая имела, однако, для него очень важные последствия, казалось (как это и кажется всегда людям), что так, глупый стих нашел; а между тем этот порыв откровенности, вместе с другими мелкими событиями, имел для него и для всей семьи огромные последствия.
– Вот что, ma tante. Maman меня давно женить хочет на богатой, но мне мысль одна эта противна, жениться из за денег.
– О да, понимаю, – сказала губернаторша.
– Но княжна Болконская, это другое дело; во первых, я вам правду скажу, она мне очень нравится, она по сердцу мне, и потом, после того как я ее встретил в таком положении, так странно, мне часто в голову приходило что это судьба. Особенно подумайте: maman давно об этом думала, но прежде мне ее не случалось встречать, как то все так случалось: не встречались. И во время, когда Наташа была невестой ее брата, ведь тогда мне бы нельзя было думать жениться на ней. Надо же, чтобы я ее встретил именно тогда, когда Наташина свадьба расстроилась, ну и потом всё… Да, вот что. Я никому не говорил этого и не скажу. А вам только.
Губернаторша пожала его благодарно за локоть.
– Вы знаете Софи, кузину? Я люблю ее, я обещал жениться и женюсь на ней… Поэтому вы видите, что про это не может быть и речи, – нескладно и краснея говорил Николай.
– Mon cher, mon cher, как же ты судишь? Да ведь у Софи ничего нет, а ты сам говорил, что дела твоего папа очень плохи. А твоя maman? Это убьет ее, раз. Потом Софи, ежели она девушка с сердцем, какая жизнь для нее будет? Мать в отчаянии, дела расстроены… Нет, mon cher, ты и Софи должны понять это.
Николай молчал. Ему приятно было слышать эти выводы.
– Все таки, ma tante, этого не может быть, – со вздохом сказал он, помолчав немного. – Да пойдет ли еще за меня княжна? и опять, она теперь в трауре. Разве можно об этом думать?
– Да разве ты думаешь, что я тебя сейчас и женю. Il y a maniere et maniere, [На все есть манера.] – сказала губернаторша.
– Какая вы сваха, ma tante… – сказал Nicolas, целуя ее пухлую ручку.
Приехав в Москву после своей встречи с Ростовым, княжна Марья нашла там своего племянника с гувернером и письмо от князя Андрея, который предписывал им их маршрут в Воронеж, к тетушке Мальвинцевой. Заботы о переезде, беспокойство о брате, устройство жизни в новом доме, новые лица, воспитание племянника – все это заглушило в душе княжны Марьи то чувство как будто искушения, которое мучило ее во время болезни и после кончины ее отца и в особенности после встречи с Ростовым. Она была печальна. Впечатление потери отца, соединявшееся в ее душе с погибелью России, теперь, после месяца, прошедшего с тех пор в условиях покойной жизни, все сильнее и сильнее чувствовалось ей. Она была тревожна: мысль об опасностях, которым подвергался ее брат – единственный близкий человек, оставшийся у нее, мучила ее беспрестанно. Она была озабочена воспитанием племянника, для которого она чувствовала себя постоянно неспособной; но в глубине души ее было согласие с самой собою, вытекавшее из сознания того, что она задавила в себе поднявшиеся было, связанные с появлением Ростова, личные мечтания и надежды.
