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クント管による共鳴現象の可視化
クント管は管の中の音の共鳴現象を可視化する実験です.このページでは,身近なペットボトルを用いてこの実験を行う方法を動画でご紹介します.
クント管の実験とは
クント管の実験とは
まずどのような現象なのかご覧ください.ペットボトル内には発泡ビーズが入っていて,その飲み口から純音(正弦波)を入力します.純音の周波数がペットボトルの共鳴周波数と一致すると,発泡ビーズが壁のように等間隔に立ち上がります.目で見ることのできる共鳴現象のひとつです.
クント管の実験の準備
クント管の実験の準備
以下のものを使用しています.透明なアクリル管は結構な値段がしますが,ペットボトルならどこでも安価に手に入ります.発泡ビーズは発泡スチロールを削って作ってもよいです.
ペットボトル
発泡ビーズ
ファンクションジェネレーター(パソコンでもOK)
アンプ
ドライバーユニット(ここでは,UNIPEX P--15Fを使用しています)
配管チューブ(ここでは,洗濯機のホース用のL字型のやわらかいチューブを使用しています)
第1共鳴周波数
第1共鳴周波数
ペットボトルの長さからおおよその第1共鳴周波数を計算することができます.共鳴が生じ,発泡ビーズが立ち上がる周波数とほぼ一致します.
第2共鳴周波数ではどうなる?
第2共鳴周波数ではどうなる?
どういう現象が生じるでしょうか?
短いペットボトルではどうなる?
短いペットボトルではどうなる?
計算通り.物理学の力を感じることができます.
他の長さのペットボトルではどうなるでしょう? 異なる形の管ではどうなるでしょう?
発泡ビーズに色を付けたらきれいかもしれません. 蓄光性のある塗料を塗ったらアートになるのでは?
それぞれのアイディアで探究を楽しんでください.
クント管に関する資料をご紹介します.
松田 和久, 野村 英之, 鎌倉 友男, クントの実験における縞模様形成のなぞ, 日本音響学会誌 (2015)