Эксперимент Мельде - это научный эксперимент, проведенный в 1859 году немецким физиком Францем Мельде на стоячих волнах, возникающих в натянутом кабеле, первоначально колеблющемся с помощью камертона , а затем усовершенствованном путем подключения к электрическому вибратору . Этот эксперимент, «дежурный аудитория» [1], попытался продемонстрировать, что механические волны подвергаются интерференционным явлениям. В эксперименте механические волны, распространяющиеся в противоположных направлениях, образуют неподвижные точки, называемые узлами . Эти волны были названы Мельде стоячими волнами, поскольку положение узлов и петель (точек, где вибрировал шнур) оставалось неизменным.
Стоячие волны были впервые обнаружены Францем Мельде , который ввел термин «стоячая волна» около 1860 года. [2] [3] [4] [5] Мелде генерировал параметрические колебания в струне, используя камертон для периодического изменения натяжения струны. вдвое больше резонансной частоты струны. [6]
История
Волновые явления в природе исследовались веками, некоторые из них являются одними из самых спорных тем в истории науки , как и волновая природа света . В 17 веке сэр Исаак Ньютон описал свет с помощью корпускулярной теории. Английский физик Томас Юнг позже противопоставил теории Ньютона в 18 веке и создали научную основу , на которую опираются теории волн. В конце 19 века, на пике Второй промышленной революции , создание электричества как технологии той эпохи внесло новый вклад в волновые теории. Это продвижение позволило Францу Мельде распознать явления интерференции волн и создания стоячих волн. Позже шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл в своем исследовании волновой природы света сумел выразить волны и электромагнитный спектр в математической формуле.
Принцип
Струна, испытывающая поперечную вибрацию, демонстрирует многие особенности, общие для всех вибрирующих акустических систем, будь то колебания гитарной струны или узлы стоячей волны в комнате для мониторинга в студии. В этом эксперименте будет измеряться изменение частоты, возникающее при увеличении натяжения струны - аналогично изменению высоты звука при настройке гитарной струны. Отсюда можно определить массу на единицу длины струны / проволоки. Это называется принципом эксперимента Мельде.
Определение массы на единицу длины куска веревки также возможно с помощью более простого метода - линейки и некоторых весов - и это будет использоваться для проверки результатов и предложения сравнения.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Бейер, Роберт Т. (1999). Звуки нашего времени: двести лет акустике , с.134. Springer. ISBN 9780387984353 .
- ^ Мельде, Франц. Ueber einige krumme Flächen, welche von Ebenen, parallel einer bestimmten Ebene, durchschnitten, als Durchschnittsfigur einen Kegelschnitt liefern: инаугурационная диссертация ... Кох, 1859.
- ^ Мельде, Франц. «Ueber die Erregung stehender Wellen eines fadenförmigen Körpers». Annalen der Physik 185, вып. 2 (1860): 193-215.
- ^ Мельде, Франц. Die Lehre von den Schwingungscurven ...: mit einem Atlas von 11 Tafeln in Steindruck. Дж. А. Барт, 1864.
- ^ Мельде, Франц. "Akustische Experimentaluntersuchungen". Annalen der Physik 257, нет. 3 (1884): 452-470.
- ^ Melde, Ф. (1859) "Убер Erregung stehender Веллен Эйнес fadenförmigen Körpers" [О возбуждении стоячих волн на струне], Annalen дер Physik унд Chemie (Сер. 2), т. 109, страницы 193-215.