うっとり♪iPhoneとパイプが奏でる音色


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今回紹介するのは、簡単にできる気柱の実験についてです。

気柱の実験というと、大掛かりな実験室の水をいれて、水面を調整する装置が
まずは頭に浮かぶと思いますが、今回はそんな道具を使わなくても、

iPhone と アクリルパイプ

で定常波の様子を体感できるのです!

それでは見ていきましょう!

科学のレシピ

用意するもの:アクリルパイプ(ホームセンターなどで手に入れる)、iPhone(アプリは「トーンジェネレーター」を使用)、バケツ

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実験方法:

1 バケツに水をはります。

2 アクリルパイプをつけます。

3 iPhoneで適当な電子音を出しながら、筒の上にもっていき、筒全体を上下させます。

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これだけです!簡単ですね。

実際に実験をしてみた様子を動画にとりました。

下の水面と接している部分が固定端となり、筒の長さを変えて音波の波長とうまく合う場所になったとき、
音が強め合って大きくなったり、小さくなったりします。

また簡単に水面を使って気柱の長さを変えられるのがこの方法の良い所です。

なぜiPhoneを使うといいのかということですが、トーンジェネレーターは様々な音を出すことができるのが良いところです。

いろいろと試してみたのですが、
私が動画で使ったサイズのアクリルパイプだと、
1400Hz〜2500Hzくらい(波長にすると、24cmなので、12cm間隔で強弱がつく計算)が
わかりやすくてよかったです。

アクリルパイプの太い・細いは、音の大きさが変化するくらいで、
あまり気にしなくても良さそうでした。

ハンズだと、映像のものは高く、もっと細いもので900円位で買えます。
細くても問題なく使用できます。

みなさんが用意したパイプの長さによって、
また別の振動数のほうがうまくいくとおもいます。

これを使えば、高価な道具を用意しなくても、生徒実験も簡単にできます。
共鳴が起こったところで、シールを貼って、
その後、管とシールの長さを測れば良いということになります。

開口端補正などを考えると、厳密な実験は難しいのかもしれませんが(うまくiPhoneを固定できれば可能?)、
関係性を確認することはできます。

みなさんはどうやって気柱の実験をやっていますか?もし良い方法があったら、教えてください(^^)

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