Eindcorrectie voor staande golf in pvc-buis

[jkien]

Naar aanleiding van het topic over de examenvraag van de panfluit heb ik het geluidsspectrum opgemeten van een verticaal buisje (pvc elektrabuis) als je over de bovenkant blaast. Het geluidsspectrum verkreeg ik met de app spectroid op mijn telefoon. Bij A was de onderkant van de buis gesloten (afgesloten met mijn vinger), en bij B open. Bij A is de frequentie van de grondtoon ongeveer de helft van die bij B. Zoals verwacht zijn bij A de boventonen de oneven veelvouden van de grondtoon, en bij B zijn ze alle veelvouden van de grondtoon.

Geluidspectrum bij blazen over open uiteinde van buis. A: open-gesloten buis; B: open-open buis.

Interessant is dat je door de boventonen van A en B te vergelijken in een oogopslag ziet dat de akoestische buislengtes van A en B niet precies gelijk zijn. Bij de gesloten buis (A) is L_ak = λ₀/4 = v/4f₀ = 27,5 cm, en bij de open buis (B) is L_ak = λ₀/2 = v/2f₀ = 28,2 cm (als v = 343 m/s). De echte buislengte is 27,5 cm, dus bij A is ΔL = L_ak - L = 0,0 cm en bij B 0,7 cm.

Daarmee kun je eenvoudig de theorie van de eindcorrectie testen. Volgens die theorie geldt bij A dat ΔL = 0,31⋅d, en bij B dat ΔL = 0,62⋅d. Hierbij is d de diameter van de luchtkolom, in dit geval 1,2 cm. Dus bij A is de verwachte ΔL = 0,37 cm, en bij B 0,7 cm. Bij B klopt de theorie, bij A niet.

.

[CoenCo]

We hebben het over 3,7mm?
Dat lijk me grotendeels verklaarbaar doordat de afdichtende vinger niet vlak is, maar een een beetje uitpuilt de buis in.

Je kan met een kort rietje en een schuifmaat met dieptevoeler even opmeten hoeveel dat uitpuilen is.

[jkien]

Klopt, in situatie A zal de vinger de buis in uitgepuild hebben, tot 5 mm is best mogelijk bij een buisdiameter van 12 mm. Dat kan het 'falen' van de eindcorrectietheorie in situatie A verklaren.

[Xilvo]

Wat gebruik je om die akoestische spectra te maken?

[jkien]

Ik heb de gratis android app 'spectroid' gebruikt op mijn telefoon, met de microfoon van mijn telefoon.
Ik heb spectroid vorig jaar ook gebruikt voor het topic over kerkklokken.



.

[Xilvo]

Ik heb de gratis android app 'spectroid' gebruikt op mijn telefoon, met de microfoon van mijn telefoon.

Dank!