Zawartość
- Wibracje szkła
- Częstotliwość rezonansowa
- Tarcie kontra Stukający
- Tłumienie
- Kiedy okulary pękają z dźwięku?
Szklanka do picia wydaje dźwięk, gdy pocierasz palec o krawędź lub uderzasz go przedmiotem. Ten dźwięk powstaje, gdy wibracje szkła wpływają na powietrze wewnątrz szkła. Każde szkło wibruje z charakterystycznym skokiem zwanym częstotliwością rezonansową. Częstotliwość ta jest różna w zależności od właściwości szkła i tego, czy jest w nim ciecz.
Wibracje szkła
Kiedy szkło wydaje hałas, jego krawędzie poruszają się bardzo szybko. Dwie przeciwległe strony szyby rozszerzają się i kurczą jednocześnie. Boki 90 stopni od tych stron rozszerzają się i kurczą przeciwnie do tych dwóch pozostałych stron. Te gwałtowne wibracje w szkle powodują, że powietrze wewnątrz szkła ściska się i rozszerza falami. Te fale ciśnienia powietrza nazywamy dźwiękiem.
Częstotliwość rezonansowa
Wysokość dźwięku lub częstotliwość dzwonka zmienia się w zależności od fizycznych właściwości szkła. Częstotliwość jest mierzona w cyklach na sekundę lub hercach. Częstotliwość wibracji przedmiotu nazywa się jego częstotliwością rezonansową. Grubsze szkło nie rezonuje tak łatwo jak cienkie szkło. Ponadto, jeśli w szkle jest płyn, obniży to częstotliwość rezonansową szkła. Jest to przeciwieństwo tego, co dzieje się, gdy dmuchniesz na szklaną butelkę. Są to dwa różne sposoby tworzenia fal dźwiękowych.
Tarcie kontra Stukający
Niezależnie od tego, czy pocierasz palec o krawędź szklanki, czy stukniesz czymś, będzie to miało nieco inny wpływ na wytwarzany dźwięk. Częstotliwość będzie taka sama niezależnie od metody, ale czas trwania dźwięku będzie inny. Jeśli pocierasz palec o krawędź szklanki, szkło na przemian ślizga się i przywiera do palca. Powoduje to wibracje przy częstotliwości rezonansowej, a szkło będzie wytwarzać dźwięk przez cały czas pocierania plus mały czas późniejszego zaniku. Jeśli stukniesz w szklankę, zabrzmi, a następnie dźwięk zacznie zanikać.
Tłumienie
Szkło nie będzie rezonować bardzo głośno lub bardzo długo samodzielnie, ponieważ jego wibracje są tłumione lub tłumione. Nie całe szkło wibruje, gdy pocierasz jego krawędź lub uderzasz. Cząsteczki szkła, które nie wibrują, pomogą wytłumić wibracje obręczy. Gdyby wibracje nie zostały wytłumione, ciągłe wytwarzanie coraz silniejszych wibracji przy częstotliwości rezonansowej mogłoby rozbić szkło.
Kiedy okulary pękają z dźwięku?
Obraz potężnej śpiewaczki operowej tłuczącej szklankę głosem opiera się na nauce rezonansu. Jeśli szkło zostanie wystawione na działanie fal dźwiękowych o częstotliwości rezonansu, będzie wibrować w synchronizacji z tymi falami. Moc fal dźwiękowych dochodzących z zewnętrznego głośnika można zwiększyć, aby pokonać naturalne tłumienie szkła. Kiedy to nastąpi, szkło nie będzie w stanie wytrzymać stresu związanego z wibracjami i pęknie.