Hvorfor horer du hva du horer.

Kosttilskudd for kapittel 13.

Musikkinstrumenter basert pa Helmholtz resonatorer:

Udu-trommelen er et bemerkelsesverdig og enkelt instrument, tilsynelatende lett oppdaget av noen gruppe som lager keramiske potter, det vil si hundrevis av forskjellige samfunn i de siste tusen ar. Det virker imidlertid bare i Nigeria ble designet oppdaget eller utnyttet.

En Udu-tromme har en Helmholtz-resonatorform, vanligvis med lang nakke, og et ekstra hull et sted pa kroppen, begge hullene kanskje halvparten i fjor sa stort som en handflate. Helmholtz-modusene utelukkes ved a sla hullene med handflaten pa forskjellige mater, og Helmholtz-frekvensen styres ved a modulere effektive hulldiametre med n rhet av palmer til hullene. Sa det er en tromme med en variabel tonehoyde. Plassen stiger nar hendene fjernes fra hullets n rhet. En utmerket demonstrasjon er sett her. De fleste Udu-spillere bruker ogsa de hoye vibrasjonene i selve kroppen, opphisset av et slag, inkludert kanskje metallringer pa fingrene som et perkussivt element. Vibrasjonsmodusene pa underkroppen er svake, men ofte ikke utilsiktige i Helmholtz-modusen, og kanskje (?) Til andre indre moduser i nakke og hulrom (et interessant prosjekt).

Pre-Columbian whistling krukker, og dobbelt krukker.

Det synes a v re vanskelig a fa god informasjon om disse mystiske (i deres formal) pre-Columbian musikkinstrumenter basert pa Helmholtz resonatorer. Mange av krukkene ble holdt i arevis uten a innse at de hadde en skjult, intern fippel som gjorde dem floyte ved Helmholtz-modusfrekvensen (og kanskje overblown to higher modes of the cha mber?). De dobbelte glassene (dette fine for-columbianske eksemplet med artikkelen til Indiana University Art Museum) er noen ganger designet for a fungere bare nar vann blir introdusert i dem, delvis fylling av kamrene. Etter hvert som vannet helles frem og tilbake, er den fordrevne luften tvunget til a bevege seg over en fippel, noe som gjor at krukken kan floyte. Forskjellige dyr lyder ble bevisst arrangert, inkludert fugl chirps, som kunne oppsta hvis en av luftstrommene kom inn under vann, forarsaker bobler. Etter hvert som vannet gar inn i et kammer fra et annet, vil banen glide opp eller ned, fordi det frie luftvolumet til resonatorkammeret endrer seg – genialt.

En god vitenskapelig artikkel om peruanske floyteflasker finnes hos J. Acoust. Soc. Er. Volum 62, utgave 2, s. 449-453 (1977); (5 sider). Du trenger tilgang til tidsskriftet gjennom et bibliotek eller online via en institusjon.

En utmerket artikkel av Brian Ransom her.

The Ocarina.

Ocarina er minst 12.000 ar gammel. Mayans, Aztecs, Kinesisk, Indisk, men merkelig ikke europeisk for Ocarina ble brakt tilbake av Aztec-utovere sendt av Cortez til keiser Charles V for a utfore ved kongedomstolen. Den italienske Guiseppe Donati gjorde den sote potetformede ocarina-varianten med flere hull enn for og med mer noyaktig innstilling i 1800-tallet. Dette kalles «moderne Ocarina» men mange tidligere varianter er fortsatt i hoy grad.

Ocarina er en multihullet Helmholtz resonator med en fipple som kilde til kjorefrekvens og kraft (beskrevet i kapittel 13 og 14). Fippelen er vanligvis en del av det indre eller ytre av hoveddelen.

Kooperativ resonans av fippelen og resonatoren:

Fippelen tar sikte pa en strom av luft for a sla en kant eller et blad. Denne luftstrommen er ustabil pa grunn av hvirveldannelse. Dens tendens til a svinge over og under bladet pavirkes lett av lokale trykk- og hastighetsendringer. Fippeluftstrommen passerer vanligvis over et hull, men luftstrommen fra den kommer inn i hoveddelen av resonatoren. Ustabiliteten av strommen mot bladet er en stor faktor i ubiquity av fippelen, siden den gjerne setter opp svingningene til a falle sammen med de i et resonant hulrom; Helmholtz-hulrommet i dette tilfellet, men det resonante apne ror pa forsiden av en opptaker eller pennywhistle (det er ikke tradisjonelle Helmholz resonatorer).

Som vi oppdaget i kapittel 13, er Helmholtz-frekvensen uavhengig av hulrommet, noe som gir mye frihet til a designe en ocarina, noe som ikke gar tapt pa dem som lager dem. Kravene er sa fleksible at den moderne kunstner / musikalske lydskulptoren extraordinare Brian Ransom gjor helt nydelige skulpturer som ogsa er ocarinas, som for eksempel sin fredsgudeserie. Den som er vist her har en fippel innlemmet i en arm. (Ransom gjor ogsa andre musikalske instrumenter som ikke er ocarinas, men kvalifiserer kanskje som «eksperimentelle».)

Brian Ransom anerkjente betydningen av pre-columbian floyte krukker. Ofte ble de feilaktig som stille skip som hadde forbindelse med ekteskapsceremonier. Hans artikkel pa glassene er gitt her.

Mountain Ocarinas har en fin nettbasert forklaring pa arbeidet med en ocarina.

Brian Ransom demonstrerer en fantastisk parret ocarina (to side ved side) av sin egen produksjon, hver med et stort hull (Udu-tromme som) som kan stilles kontinuerlig i tonehoyde ved n rhet av handflaten, som i en Udu-tromme. Beats av to notater er da helt under utovende kontroll, med fantastisk effekt. Dette er omtrent 16 minutter i videoen.

Prosjekt: Ad Hominem Helmholtz resonatorer.

Hvorfor du horer hva du horer nevner at vi alle b rer resonatorer med oss. Det enkleste a hore kanskje er munnhulen, lukket av pa baksiden av tungen (slik at du ikke kan puste i det oyeblikket). Modusen kan bli begeistret ved a peke pa de etterlatte leppene med en flimret finger eller flette en kinn med en finger. Den ettertraktede leppenes trick kan hores ganske lavere i frekvens enn kinnversjonen; Dette skyldes at dekkfingeren ikke fjernes raskt nok. For a bevise dette for deg selv, bruk den flettede kinnet og legg en finger eller en del av handen n r munnen pa ulike avstander – og hor banen ned mens handen lukker av leppapningen.

Helmholtz resonatorer og arkitektonisk akustikk.

Vi nevnte de passive Helmholtz-resonatorene som fremdeles brukes i luftkanaler for a blokkere overforing av bestemte frekvenser ned i kanalen – et eksempel pa Helmholtz-resonatorer i arkitektonisk akustikk. Vi diskuterte ogsa deres mulige bruk i gamle greske teatre.

Helmholtz resonatorer har blitt innlemmet i moderne vegger for lyddemping (figur 13.yyy). Dette har pagatt i kirker i hundrevis av ar, tilsynelatende i noen tilfeller med det eksplisitte formalet med a undertrykke etterklang. Selv om det ikke er nevnt for, sa vet jeg at det er mulig a innstille et innstilt resonanshulrom (noen har blitt funnet med aske i dem, antagelig a dempe lyden og oke frekvensomradet som det er effektivt ved a utvide resonans) settet for eksempel a dempe en irriterende staende bolge resonans n r en prekestol. Se.

Resonant hulrom i historien om arkitektonisk akustikk.

Robert G. Arns og Bret E. Crawford.

Teknologi og kultur.

Vol. 36, nr. 1 (jan. 1995), s. 104-135.

Publisert av: Samfunn for teknologihistorie.

Helmholtz resonatorer og kortslutning, n rhetsresonans, pendulanaloger.

Denne figuren fra kapittel 13 viser tre situasjoner som involverer ett eller et par identiske Helmholtz-resonatorer, kjorer som en simulering i Ripple, som du enkelt kan gjengi eller variere pa en mate du liker. Til venstre settes et par identiske resonatorer som forst ble lastet i fasen med hverandre (se filmene under); Nar lyden unnslipper, svinger hver med samme periode. Amplitudene legges fra hver av resonatorene, og siden de er i fase forsterker de hverandre. Amplituden langt unna (sett som lysere farger som representerer amplitude figuren) oker med en faktor pa 2 sammenlignet med en resonator alene. Kraften gar som amplitude squared, sa et fire ganger raskere forfall av lagret energi tar plase sammenlignet med en resonator alene. En faktor med to raskere forfall ville bli forventet siden to resonatorer forfaller, med to ganger den opprinnelige lagrede energien til en enkelt resonator. Den andre faktor pa to skyldes konstruktiv interferens av de to resonatorene. Q er ikke bestemt av den totale effekten som utstrales, men heller av hvor fort den strommen faller. (Anta at jeg har en dempet masse og varen med et Q av 12. Na samler vi 10 slike systemer, ikke interagerer med hverandre. Q av dette kollektive systemet er fortsatt 12, men det sprer 10 ganger kraften til en masse og var .)

I kapittel 10 l rte vi at Q kan beregnes som.

Fra dette ser vi igjen at Q er uavhengig av den opprinnelige lagrede energien, siden kraften som er utslitt, er proporsjonal med den opprinnelige lagrede energien.

Anta at vi kunstig reduserer den opprinnelige totale energien til de to resonatorene, noe som gjor det det samme som enkeltresonatoren var i utgangspunktet. Deretter forblir en faktor med to stromforhoyelser, pa grunn av konstruktiv interferens, fortsatt for de to resonatorene, og vil fa dem til a forfall med en hastighet dobbelt sa fort som enkeltresonatoren. Denne raskere forfallet med en faktor pa 2 oversetter til en mindre Q med en faktor pa to, sammenlignet med enkeltresonatoren. Hvis enkeltresonatoren Q var 18, som malt i simuleringen ved hjelp av teknikkene / formlene i kapittelet, antas dobbelten a v re 9; Dette er akkurat det som ses i simuleringen.

En enkelt Helmholtz resonator er en monopolkilde. En dipolkilde er opprettet ved a plassere en annen slik resonator rett ved siden av den, men puster ut av fase med den forste. Luften som utandes av en kilde, er samtidig inhalert av den andre, noe som reduserer lufttrykkfluktuasjonene som unnslipper utover rorene. Luft flyter fra hoyt trykk til lavt, og senker dermed hoyene og oker nedturene. en akustisk kortslutning. Folgelig er det en mye langsommere straling av amplitude og derfor kraft. Dette forer til at energien forblir lenger i resonatorene og gir hoyere Q. Q avhenger av avstanden mellom de to resonatorernes munn; jo mindre avstanden jo mer kortslutning og jo storre Q. Kanskje du kan verifisere at strommen utstrales, reduseres med en faktor pa kvadratet d, hvor d er avstanden mellom resonatorene. Dette betyr at Q er proporsjonal med kvadratet av d. Det kan ogsa pavises at Q er proporsjonal med kvadratet av bolgelengden til lyden som sendes ut, for ikke-fase resonatorer.

Tilkobling med koblet pendel.

Legg ogsa merke til at frekvensen av ut-fase-bevegelsen (500) er hoyere enn in-fase (482), i fullstendig overenskomst med dobbeltkoblet pendel-oscillatormodellen med begge pendler, samme frekvens for de ble koblet, dvs. figur 10,9 (yyy), midtpanel. Her er hver resonator alene analog med en ensom oscillator. Koblingen som er analog med forbindelsesfj ren i figur 10.9, er luften i n rheten av munnene. Endelig har den enkle pendel pa resonans (dvs. her Helmholtz-resonatorene alene) en frekvens som ligger mellom den symmetriske og usymmetriske bevegelse av den parrede pendel, her om f = 490.

Klikk pa figurene nedenfor for a laste de tilhorende filmene.

Deretter vurderer vi a kjore en Helmholtz resonator pa og av resonans fra utsiden, noe som ogsa viser noen av manipulasjonene pa skjermen. Halvveis igjennom er stasjonen slatt av, og du kan se resonatoren dumpe (utstrale) den lagrede energien. Hvis du var i n rheten, ville du hore det ringe ut sin resonansfrekvens godt etter at langt unna kilden er opphort.

Et villedende punkt.

Helmholtz resonatorer av typen laget av Koenig og beregnet for frekvens deteksjon blir nesten alltid fotografert og vist slik:

Dette forer til inntrykk av at de er et kammer med en liten, smal, apen nakke pa toppen. Faktisk hviler de pa en mye bredere og kortere hals, nesten skjult, det er den faktiske porten til resonanskammeret. Den korte brystvorten er satt inn i oret og er nesten helt lukket derav. Trommehinden foler imidlertid at trykkendringer nesten er lik de i resonanskammeret og derfor veldig hoyt! Dette er det som gjor Helmholtz-Koenig-resonatorene til slike utsokte detektorer, de som fa mennesker faktisk har hort. Folgende tegning gjor disse punktene klare:

Prosjekt: Q av en glass teflaske (eller annet hulrom)

Lytt til flasken her, etter at den var «poppet» med en flat gjenstand ved munnen:

Resonator pa hevet sitteplasser: Gresk teater?

Grekerne angivelig angitt at deres resonant urner plasseres i setene, opp ned med nakken som sitter i et spor i setene. Selv om videoen av en Ripple-simulering av dette er neppe definitive, er det suggestivt:

Er denne effekten pa nettadressen under en Helmholtz resonans, eller noe annet?

Kjenn en god referanse som ikke er oppfort her, eller har du funnet en dod link eller en annen feil? Vennligst send e-post forfatteren pa e.j.heller [AT] mac.com.

Hvorfor du horer hva du horer er utgitt av Princeton University Press. Utgiver Nettsted for hvorfor du horer hva du horer er her.


Vil du spille i det største kasinoet? Vi samlet det for deg. Registrer deg nå!