Tubo De Kundt

TUBO DE KUNDT


MATERIAL NECESARIO


Tubo de Kundt

Su nombre se debe a la persona que lo ideó, August Kundt. Se usa para el estudio de ondas estacionarias, entre otras cosas. Está formado por un audioscialdor, un altavoz, un micrófono y un tubo. Además, el tubo consta de una escala métrica para medir distancias.

Audioscilador

Proporciona frecuencias de onda según se desee. Se puedeajustar también la amplitud de la onda.


Altavoz

Emite ondas cuyas características son las que se han ajustado previamente en el audioscilador.

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Micrófono

Recoge el nivel sonoro existente en el extremo donde se encuentra ubicado. Se puede mover por el interior del tubo de Kundt para recoger los distintos niveles sonoros. Está conectado a un polímetro y a una fuente de alimentación.Polímetro

Se usa para medir el voltaje de la corriente eléctrica que proviene del micrófono. Se usa en la escala de 1,5 V.

Conexiones

Cables que unen los diferentes aparatos con sus fuentes de alimentación y cables que conectan el micrófono con el polímetro.


OBJETIVO DE LA PRÁCTICA


Se pretende determinar la velocidad del sonido en el aire, a una temperatura ambiente, através de la determinación de diferentes longitudes de onda, de ondas estacionarias conocida su frecuencia, de una manera experimental.
FUNDAMENTO TEÓRICO


Es conocido que la velocidad de propagación de una onda se determina a través de la expresión:

[pic], donde [pic]es la velocidad de propagación, [pic] es la longitud de onda y [pic]es la frecuencia.

De esta manera, si se conoce lafrecuencia y la longitud de onda de una onda, se puede calcular su velocidad de propagación. En la práctica, se pretende calcular la velocidad del sonido conociendo diferentes longitudes de onda y distintas frecuencias, y relacionándolas a través de la expresión:

[pic], donde la velocidad del sonido es la pendiente de la recta que relaciona las frecuencias (abscisas) y las longitudes de onda(ordenadas). Así, si se consigue obtener distintos puntos se podrá obtener la recta que mejor se ajuste a esos puntos y calcular su pendiente.

Todo esto se puede realizar en el tubo de Kundt porque cuando una onda se propaga por el interior de un tubo y tiene una longitud de onda mayor que el diámetro, se puede considerar esencialmente plana. En la práctica, las ondas emitidas por el altavoz se reflejanen el extremo opuesto del tubo, dando lugar a una onda estacionaria monodimensional. Con esto, se pueden determinar los nodos y antinodos de presión dentro del tubo gracias a la sonda acoplada al micrófono. Estos mínimos y máximos de presión se detectan en el polímetro: un máximo de presión coincide con un voltaje máximo, y un mínimo de presión coincide con un voltaje mínimo.

Como la longitudde onda es la mitad de la distancia entre dos nodos consecutivos, si se miden n nodos, la longitud de onda se determinará a partir de:

[pic], donde el numerador es la distancia entre el primer y último nodo medido


MODO DE OPERAR


1) Se sitúan los diferentes elementos del tubo de Kundt en sus posiciones respectivas:


a. El audioscialdor y el altavoz en un extremo del tubo.b. El micrófono en el otro extremo.
c. El polímetro conectado al micrófono y en un sitio en el que sus medidas sean visibles claramente.

2) Se conecta el audioscilador a la red. Se gradúa la intensidad del sonido con la ruleta que indica la amplitud de la onda.


3) Se ajustan las escalas a los diferentes utensilios:


a. El oscilador se coloca en laescala de 20 kHz
b. Se ajuste la intensidad sonora del oscilador alrededor de los 40 Db para que se pueda realizar bien la práctica sin ocasionar molestias.
c. Se ajusta la escala del polímetro a 1,5 V.
d. Se sitúa el control del micrófono en la posición ~. Se pulsa la tecla que conecta el amplificador interior del micrófono, que es la que está más cerca del tubo. Si en...