Tubo de Rubens

Objetivos

* Dar a conocer como es la formación de una onda de sonido.

* Explicar matemáticamente la formación de la onda y demostrarla en el experimento a mostrar.

Marco teórico

John Le Conte en 1858 descubrió que las llamas eran sensibles al sonido. En 1862 Rudolph Koenig demostró que la altura de una llama podría verse afectada por la transmisión de sonido en el suministro de gas, yel cambio con el tiempo podría ser mostrado con rotación de espejos. Kundt agosto, en 1866, demostró con una acústica ondas poniendo semillas de Lycopodium o polvo de corcho en un tubo. Cuando un sonido se presentó en el tubo, el material del interior alineado en nodos antinodes y en consonancia con la oscilación de la ola, crearon una ola de pie. Más tarde, ese mismo siglo, demostraron que laspequeñas llamas podrían utilizarse como indicadores de presión.

Por último, en 1904, usando estos dos importantes descubrimientos, Heinrich Rubens (cuyo nombre toma esta experiencia) utilizo un tubo de 4 metros de largo perforado con 200 pequeños agujeros en él con intervalos de 2 centímetros, completandolo con un gas inflamable. Después de encender el gas (cuyas llamas se elevaron a la mismaaltura de los presentes), señaló que un sonido producido en un extremo del tubo puede crear una ola de pie, lo que equivale a la longitud de onda del sonido que se está realizando.

Justificación del proyecto

Una onda mecánica es una perturbación de las propiedades mecánicas (posición, velocidad y energía de sus átomos o moléculas) que se propaga a lo largo de un material. Todas las ondasmecánicas requieren:

1. Alguna fuente que cree la perturbación.

2. Un medio que reciba la perturbación.

3. Algún medio físico a través del cual elementos del medio puedan influir uno al otro.

El sonido es el ejemplo más conocido de onda mecánica, que en los fluidos se propaga como onda longitudinal de presión. Los terremotos, sin embargo, se modelizan como ondas elásticas que se propagan porel terreno. Por otra parte, las ondas electromagnéticas no son ondas mecánicas, pues no requieren un material para propagarse, ya que no consisten en la alteración de las propiedades mecánicas de la materia (aunque puedan alterarlas en determinadas circunstancias) y pueden propagarse por el espacio libre (sin materia).

Tubo de Rubens = Visualización real del sonido.

El tubo Rubens, tambiénconocida como la llama en el tubo de onda permanente, o simplemente tubo de llama, es un experimento físico que demuestra la relación permanente entre las ondas sonoras y la presión del aire.

Se trata de un tubo de PVC que se pone cerca de unos altavoces, se le prende fuego y cuando suena la música veremos cómo las llamas nos muestran las frecuencias del sonido producido.

Plano

Para unabuena presentación y muestra del proyecto, es recomendable que se haga en lo posible en un cuarto oscuro así los que lo observen tendrán mejor visibilidad de la onda de sonido a mostrar. También se recomienda que la música con la que se vaya a trabajar maneje niveles altos, medios y bajos para dar a conocer la totalidad del funcionamiento del proyecto.

Materiales

• Tubo de evacuación de zincde 1 metro de largo y 4 pulgadas de diámetro.

• Membrana de látex (por ejemplo guante quirúrgico)

• Tapa metálica de diámetro similar al del tubo

• 2 trozos de cañería de cobre de 3 cm de largo y 0,5 pulgadas de diámetro

• 2 bases de bronce

• Cinta adhesiva para altas temperaturas (de color plomo)

• Silicona de alta temperatura (de color rojo)

• Remaches

• Soldadura y pastade soldadura

• Papel engomado (maskin tape)

• Gas licuado

• Llave de paso (con su respectivo conector)

• Regulador de gas (con sus respectivos conectores)

• 2 Mangueras de gas (de color amarillo)

• Abrazaderas

• 2 conectores de bronce

• T de bronce

• Teflón amarillo (para conexiones de gas)

• 4 latas de zinc dobladas en sus bordes de 15x2 cm

• 2 latas de zinc...