Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

4 frågor/svar hittade

Ljud-Ljus-Vågor [21324]

Fråga:
Hej!

Grundtonen i en halvöppen pipa har frekvensen 100 Hz.

Vilken frekvens har den andra övertonen?
/Samuel E, Polhemskolan Lund, Staffanstorp

Svar:
Begreppen överton, grundton och delton definieras i fråga 18992 . Observera att skillnaden mellan delton och överton är att grundtonen ingår i delton men inte i överton. Det gäller alltså att första övertonen är delton nummer 2. Figuren nedan från Overtone#Musical_usage_term visar de första två övertonerna för en halvöppen pipa.

Om grundtonen har frekvensen 100 Hz (n=1) får alltså första övertonen frekvensen 100*n=100*3=300 Hz och andra övertonen 100*5 = 500 Hz.



/Peter E

Nyckelord: musikinstrument [19]; delton [2]; orgelpipa [4];

*

Ljud-Ljus-Vågor [20013]

Fråga:
Hej, har studerat om infraljud och har hört att vissa kan få andra att bli trötta. Kan man göra en slags "visselpipa" med en så låg frekvens så andra blir trötta/somnar? Hur vet man vilken frekvens isåfall?
/Elias w, blommensbergsskola, stockholm

Svar:
För att åstadkomma en våg med frekvensen 20 Hz med en orgelpipa (se fråga 19758 ) får vi våglängden

ljudhastigheten/frekvensen = (340 m/s)/(20 /s) = 17 m.

Längden på en kvartsvågspipa (öppen i ena änden) blir alltså 17/4 = 4.25 m.

Länk 1 innehåller en kalkylator för orgelpipor.

Man kan även åstadkomma låga frekvenser med speciella högtalare, se Infrasound#Sources .

Hur vi påverkas av infraljud är ganska kontroversiellt, se Infrasound#Human_reactions . En del av påståendena är närmas parapsykologi (se fråga 15149 ) och ingen riktig vetenskap.

Se även fråga 13662 .
/Peter E

Nyckelord: infraljud [7]; orgelpipa [4];

1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/waves/opecol.html

*

Ljud-Ljus-Vågor [12744]

Fråga:
Om man blåser i ett glasrör med vatten sätts ju luften i svängning och längden på luftstapeln bestämmer tonhöjden - ju mindre vatten desto lägre ton. Om man slår på glasröret blir det tvärtom - ju mindre vatten desto högre ton. Jag antar att det är glaset självt som kommer i svängning och att vattenmängden ändrar dess frekvens. Hur går det egentligen till? Finns det någon formel med vilken man kan räkna ut frekvensen beroende på glasets egenskaper?
/Josefin R, Kubikskolan, Malmö

Svar:
Josefin! Det är riktigt att det är glaset som kommer i svängning när du slår på det. Vattenhöjden i bottnen reglerar längden på den del av glasröret som kan svänga fritt, och detta påverkar precis som du observerat frekvensen på ljudet man hör. (Glasröret sätter ju den omgivande luften i rörelse så att vi kan uppfatta ljudet.) Detta är precis samma sak som när man spänner in en metallstav och knäpper på den - den fria längden och metallens egenskaper bestämmer frekvensen: kort stav - hög frekvens och lång stav - låg frekvens.

Om du i stället blåser i röret så fungerar glasröret som en orgelpipa: du får en stående våg med en nod (ingen vibration) vid vattenytan och en buk (maximal vibration) i ändan av röret, se fråga 10178 . Om rörets längd från vattenytan till ändan är L ges våglängden l av

l = 4*L

Frekvensen blir då

f = vljud/l = vljud/(4L)

dvs frekvensen avtar med ökande L. Om L = 0.5 m får vi

f = (340 m/s)/(4*0.5 m) = 170 Hz (s-1)

Du efterlyser ett samband med vilken man kan få ut ljudfrekvensen som en funktion av glasets egenskaper, och det är nu det blir svårare! Trots ett ivrigt letande i diverse böcker och på nätet har jag nämligen inte kunnat hitta någon fix och färdig formel - som så ofta i fysiken står vi inför en situation som är mycket svår att beskriva teoretiskt... Men det ger ju istället upphov till en intressant experimentell utmaning, nämligen att själv försöka hitta det önskade sambandet med hjälp av egna mätningar och observationer!

Om man funderar ett tag på vad som kan spela in, kommer man fram till att rörets diameter, tjocklek och längd kan vara viktiga. Glas är ett ganska spännande material eftersom det har en speciell "oordnad" struktur - man säger att det är "amorft" - och det kan därför tänkas att glasets kemiska sammansättning liksom dess temperatur också har stor betydelse för vilken egenfrekvens som glasröret får.

Se emellertid fråga 13398 . Där får man till synes det motsatta resultatet när man drar fingret längs glaskanten. Anledningen till skillnaden är att i det halvfulla glaset svänger både glaset och vattnet. I glasröret ovan fungerar vattnet som en dämpning och bara glaset vibrerar.

Pröva själv: hitta glasrör med olika diameter & tjocklek och, om det är möjligt, gjorda av olika sorts glas. Koppla upp en mikrofon till ett oscilloskop (eller en frekvensanalysator om du har tillgång till en sådan) så att du kan mäta frekvensen med relativt god noggrannhet. Variera vattenpelarens höjd stegvis och gör upp en tabell. Genom att arbeta systematiskt och bara variera en glasrörsparameter i taget kan man nog åtminstone komma fram till vilka egenskaper hos glasröret som har störst betydelse.

Om du eller någon annan "därute" genomför experimentet blir vi jätteglada om ni hör av er till Frågelådan och berättar vad resultatet blev!



/Margareta H/lpe

Nyckelord: ljud, resonans [18]; *vardagsfysik [64]; orgelpipa [4];

*

Ljud-Ljus-Vågor [10178]

Fråga:
Vad är det som händer med rösten när man andas helium?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Vad är det som händer med rösten när man andas helium?
/jan w, sommarhämsskolan, uddevalla

Svar:
Låt oss se hur en orgelpipa med längden L fungerar. Eftersom pipan är stängd i ena ändan och öppen i den andra, så är den fundamentala (längsta) våglängden l=4*L, eftersom vi måste ha en nod (ingen svängning) i den slutna ändan och en antinod (maximal svängning) i den öppna.

Det är viktigt att komma ihåg, att våglängden bestäms av pipans längd, och alltså är oberoende av vilken gas man blåser med. Ljudhastigheten är däremot olika i olika gaser. Ljudhastigheten i helium är 2.6 gånger högre än luftens.

Ljudhastigheten är proportionell mot molekylernas medelhastighet, som i sin tur är proportionell mot roten av absoluta temperaturen. En typisk luftmolekyl (kväve) är 7 gånger tyngre än en heliummolekyl (28/4 = 7). Vid en given temperatur är medelenergin för luftmolekylerna lika med medelenergin hos heliummolekylerna. Ur det får vi att kvoten mellan ljudhastigheterna blir:

(7)1/2 = 2.6

För alla vågrörelser gäller sambandet att utbredningshastigheten är våglängden*frekvensen, dvs v=l*f. Frekvensen som örat uppfattar blir alltså f=v/l= v/4L. Eftersom ljudhastigheten i helium är 2.6 gånger så hög som ljudhastigheten i luft, så kommer en heliumfylld orgelpipa att ha 2.6 gånger högre naturlig frekvens än samma pipa med luft. Människans talorgan fungerar ungefär som en orgelpipa, och det är därför rösten ändras till högre frekvenser när man andas in helium och pratar.

I fråga 15873 finns en demonstration av vad som händer om man i stället andas in en tung gas som svavelhexafluorid.
/PE/KS

Nyckelord: ljud, resonans [18]; *vardagsfysik [64]; orgelpipa [4];

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7564 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2021-03-27 11:47:41.

 

***


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.