Dies ist ein lustiges Problem, auf das ich kürzlich gestoßen bin und das ich hier zu Ihrer Freude poste. Wir alle lieben einen guten Slinky: Sie können für alle möglichen lustigen Demos in der Physik verwendet werden. Ein Beispiel ist der "Spring Reverb"-Effekt, der in der Film-Soundeffekt-Industrie bekannt ist. Wenn Sie ein Mikrofon mit einem Slinky koppeln und dann auf das Slinky tippen, erzeugt es ein wunderbares zwitscherndes Geräusch. So machten sie eigentlich den Sound der Blaster in der Star Wars-Filmreihe.
Sehen Sie sich dieses Video für ein vergrößertes Beispiel an und genießen Sie es. Das Slinky ist in diesem Fall eine Rolle aus 3,5 mm dickem verzinktem Stahl mit einer Länge von 100 m. Zur Schallabnahme wird ein Piezowandler verwendet. Welche Eigenschaft der Spule ermöglicht es ihr, ein so interessantes Geräusch zu erzeugen?
Ich glaube, ich habe dieses hier, inspiriert von dieser Tonaufnahme, die durch Eis übertragen wird . Was Sie hören, klingt sehr nach einem Star Wars-Laser, ist aber auch ganz klar das nach unten gerichtete Zwitschern, das durch eine Streuung ungleich Null im Eis verursacht wird: kürzere Wellen breiten sich schneller aus, sodass Geräusche, die sich durch genügend Eis ausbreiten, mit höheren Tonhöhen beginnen und mit den niedrigsten enden.
Aus einem sehr kurzen Ausflug ins Internet entnehme ich, dass Slinkies eine solche Dispersionsbeziehung haben
Dies bedeutet, dass die Phasengeschwindigkeit ist und nimmt mit der Frequenz zu. Wenn Sie den Slinky an einer Stelle stören und an einer anderen zuhören, werden die höheren Töne zuerst dort ankommen und Sie werden ein abwärts gerichtetes Zwitschern hören.
Ich habe einige numerische Spiele in Mathematica durchgeführt und es sieht so aus, als ob dies der Fall ist. Für ein nettes Beispiel, wenn Sie MM haben, versuchen Sie es
Sound[{Play[
Re[E^(-((10000 I)/(4 10^-6 I + 60 t)))/Sqrt[10^-6 - 15 I t]], {t, 0, 15}]}]
obwohl ich noch keine solide Begründung dafür habe. (Dies ist das Ergebnis einer Störung der Form bei gehört von weg auf einem schleichenden Radius und Schallgeschwindigkeit , mit der Dispersionsrelation wie oben. Leider spielt man es ab Sie erhalten auch den Ton des links gebundenen Wellenpakets, das ich noch nicht eliminieren kann. Aber die Physik scheint zu stimmen.)
twistor59