Meldes experiment

En modell av Meldes experiment: en elektrisk vibrator kopplad till en kabel driver en remskiva som hänger upp en massa som orsakar spänning i kabeln.

Meldes experiment är ett vetenskapligt experiment utfört 1859 av den tyske fysikern Franz Melde på de stående vågorna som produceras i en spänd kabel som ursprungligen sattes oscillerande av en stämgaffel , senare förbättrad med anslutning till en elektrisk vibrator . Detta experiment, "ett föreläsningsrum standby", försökte visa att mekaniska vågor genomgår interferensfenomen. I experimentet bildade mekaniska vågor som färdades i motsatta riktningar orörliga punkter, kallade noder . Dessa vågor kallades stående vågor av Melde eftersom positionen för noderna och slingorna (punkter där sladden vibrerade) förblev statisk.

Stående vågor upptäcktes först av Franz Melde , som myntade termen "stående våg" runt 1860. Melde genererade parametriska svängningar i en sträng genom att använda en stämgaffel för att periodiskt variera spänningen vid två gånger resonansfrekvensen för strängen.

Historia

James Clerk Maxwell, en skotsk fysiker som banade väg för undersökningar av elektromagnetisk strålning och undersökte vågfenomen.

Vågfenomen i naturen har undersökts i århundraden, några är några av de mest kontroversiella teman i vetenskapens historia , och så är fallet med ljusets vågnatur . På 1600-talet Sir Isaac Newton ljus genom en korpuskulär teori. Den engelske fysikern Thomas Young kontrasterade senare Newtons teorier på 1700-talet och etablerade den vetenskapliga grund som vågteorierna vilar på. I slutet av 1800-talet, på toppen av den andra industriella revolutionen , erbjöd skapandet av elektricitet som erans teknologi ett nytt bidrag till vågteorierna. Detta framsteg gjorde det möjligt för Franz Melde att känna igen fenomenet med våginterferens och skapandet av stående vågor. Senare lyckades den skotske fysikern James Clerk Maxwell i sin studie av ljusets vågnatur uttrycka vågor och det elektromagnetiska spektrumet i en matematisk formel.

Princip

Stående vågor, där varje orörlig punkt representerar en nod.

En sträng som genomgår tvärgående vibrationer illustrerar många egenskaper som är gemensamma för alla vibrerande akustiska system, oavsett om dessa är vibrationerna från en gitarrsträng eller de stående vågnoderna i ett studioövervakningsrum. I detta experiment kommer förändringen i frekvens som uppstår när spänningen ökas i strängen – liknande förändringen i tonhöjd när en gitarrsträng stäms – att mätas. Från detta kan massan per längdenhet för strängen/tråden härledas. Detta kallas som principen för Meldes experiment

Att hitta massan per längdenhet för ett snöre är också möjligt genom att använda en enklare metod – en linjal och några skalor – och detta kommer att användas för att kontrollera resultaten och erbjuda en jämförelse.

Se även