Tubo De Rubens

AVANCE DE PROYECTO

“Ondas sonoras en un tubo de llamas” o TUBO DE RUBENS

Materiales

Programa de generación de tonos acústicos.

Amplificador.

Altavoz.

Tubo de cobre de 2,5 m y 28 mm.

Membrana de papel.

Bombona de gas butano.

Tubo flexible de conducción de gas.

Llave reguladora del flujo de gas.

Fundamento científico

Pretendemos establecer ondas sonoras estacionarias en el interior de un tubo de cobre lleno de gas butano. Las ondas se hacen visibles por las diferentes alturas alcanzadas por las llamas que salen a través de pequeños orificios practicados en el tubo y que dibujan la onda estacionaria con sus nodos y vientres alternados.

Desarrollo

Las ondas estacionarias se producen cuando un tren de ondas se propaga en un medio finito (limitado). En ese caso, la onda reflejada en el límite y el incidente se superponen en el mismo medio. A determinadas frecuencias, el resultado de dicha superposición es una onda confinada, de apariencia estática, donde unos puntos no oscilan (nodos) y otros lo hacen con máxima amplitud (vientres) y que recibe el nombre de «onda estacionaria».

Las frecuencias a las que esto ocurre guardan relación con la velocidad de propagación de la onda en el medio y la longitud entre sus límites.

La combustión del gas a través de orificios perforados cada 2 cm da lugar a las llamas que se aprecian. Un altavoz unido a un amplificador emite una señal acústica de determinada frecuencia que pone en vibración una membrana de papel en un extremo del tubo. La vibración de dicha membrana transmite la onda sonora al interior del tubo de gas.

La onda estacionaria que se establece se hace visible por la diferente altura que alcanzan las llamas a lo largo del tubo. Como puede apreciarse en la fotografía, las llamas dibujan perfectamente la onda estacionaria que se ha producido. Las diferencias de altura de las llamas se deben a la formación de regiones alternadas de alta y baja presión de gas en el interior del tubo.

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