FYSIKbasen.dk - Den danske database for pædagogiske undervisningsforsøg til fysiklærere
Forside Nyheder Forsøg Om siden Kontakt English
Gå en side tilbageUdskriv dette forsøgForetag ny søgning

rød pilStødtoner mellem varm og kold stemmegaffel

Forsøg nr.: 99
Formål: At demonstrere temperaturens indflydelse på en stemmegaffel.
Resume: To ens stemmegafler vil lyde helt ens, når de anslås. Hvis man køler den ene stemmegaffel ned og varmer den anden op, får stemmegaflerne dog hver sin frekvens, og anslås de samtidigt, vil man høre stødtoner.
Nøgleord: Bølger, harmonisk bevægelse, lyd, stående bølger, svingninger, flydende kvælstof, termiske egenskaber, termodynamik.

Beskrivelse:

To helt ens stemmegafler anslås. Hvis stemmegaflerne er ens og ringer med samme frekvens, vil man blot høre denne ene tone fra stemmegaflerne.

Nu nedkøles den ene stemmegaffel i isvand, mens den anden opvarmes i meget varmt vand. Sørg for at stemmegaflen bliver så varm, at man kun lige kan holde om den. Vandet tørres af begge stemmegafler, og når de anslås samtidigt, kan man høre tydelige stødtoner ("beats").

Opvarmning og nedkøling af stemmegaffel
Opvarmning og nedkøling af to ens stemmegafler. Efterfølgende er frekvenserne af stemmegaflerne ændret, og der opstår stødtoner.

Forsøget forklares med, at temperaturen ændrer metallers fysiske egenskaber. Jo varmere metallet er, des mere blødt og elastisk er det. Dermed får man to stemmegafler, der svinger med forskellig frekvens, og dette skaber stødtoner.

Billede af stemmegafler i koldt og varmt vand
Stemmegafler i koldt og varmt vand. Temperaturen er nok til at ændre frekvenserne, så der optræder stødtoner.

Vigtigt: Sørg for at tørre alt vand af stemmegaflerne, før de anslås! Ellers kan man argumentere for, at forskellen i frekvens skyldes massen af det vand, der sidder på stemmegaflens arme.

I stedet for at bruge koldt vand, kan man nedkøle den ene stemmegaffel i flydende kvælstof.

Bemærk: Begrebet stødtoner ("beats") er ikke forklaret i denne forsøgsbeskrivelse. Kendskab til dette fænomen er en forudsætning for at forstå forsøget.

Spørgsmål og svar:

Hvorfor kan jeg ikke høre stødtonerne?

Stødtonerne er meget afhængige af de to stemmegaflers frekvenser og dermed af stemmegaflernes temperatur. Prøv at opvarme og nedkøle stemmegaflerne i varierende grad.

Udstyr og materialer:

grøn pil Varmt vand
grøn pil Knust is
grøn pil Stemmegaffel

Referencer:

grøn pilLink til forsøg i database på University of Iowa.

PIRA DCS: 3B60.10 (Svingninger og bølger: Bølgebevægelse) Hvad er PIRA DCS?

Opdateret: 22.08.2006