Koblede stemmegafler

Forsøg nr.: 103
Formål: At demonstrere resonansfænomener og at lyd er trykbølger.
Resume: En stemmegaffel anslåes. Et identisk stemmegaffel stilles passivt ved siden af den første stemmegaffel. Efter lidt tid stoppes den første stemmegaffel, hvorefter man observerer, at den anden stemmegaffel er begyndt at svinge.
Nøgleord: Bølger, harmonisk bevægelse, koblede svingninger, lyd, resonans, svingninger.

Beskrivelse:

En stemmegaffel svinger ved en "naturlig frekvens" også kaldet "egenfrekvensen". Hvis stemmegaflen påvirkes af en ydre, vibrerende kraft, der svinger med samme frekvens som stemmegaflens egenfrekvens, vil stemmegaflen begynde at svinge ganske meget, Man siger, at kraften er "resonant med egensvingningen".

Dette kan for eksempel vise ved at montere to identiske stemmegafler ved siden af hinanden. Hvis den ene anslåes, vil den anden også begynde at vibrere. Man kan for eksempel vente lidt tid, og så helt stoppe den første stemmegaffel - nu kan man høre lyden fra den anden.

Stemmegaflen til højre anslåes, og dette får den identistiske stemmegaffel til venstre til at vibrere. Dette indikeres af en bordtennisbold, der er hængt op langs stemmegaflen. Når gaflen begynder at vibrere, slår den til bordtennisbolden, som begynder at hoppe.

Man kan også placere en bordtennisbold i en snor, således at bolden hviler op ad den ene arm på den anden stemmegaffel. Når denne stemmegaffel begynder at vibrere, vil gaflen slå til bordtennisbolden, som begynder at vibrere kraftigt.

To ens stemmegafler, hvor den ene er placeret i den glaskasse. En bordtennisbold berører let den ene stemmegaffel, hvorved man kan se, om stemmegaflen vibrerer. Hvis lågen til glaskassen lukkes, vil bordtennisbolden ikke begynde at vibrere. Opstillingen er fotograferet på Orion Planetarium i juli 2005.

I forsøget overføres kraften fra den ene stemmegaffel til den anden via lyd, altså via trykbølger i luften. Det vises tydeligt ved at placere den ene stemmegaffel i en lukket glas- eller plastikkasse. Nu virker forsøget ikke, men hvis der åbnes op ind til kassen, virker forsøget igen.

Udstyr og materialer:

Bordtennisbold
Stemmegaffel

Referencer:

Link til forsøg i database på University of Iowa.
Link til forsøg i database på University of Minnesota.
Link til forsøg i database på University of Texas at Austin.

PIRA DCS: 3B70.10 (Svingninger og bølger: Bølgebevægelse)

Opdateret: 19.07.2005

Har du kommentarer, rettelser eller tilføjelser til dette forsøg, så send en til FYSIKBASEN.DK.