Indhold
Et drikkeglas skaber lyd, når du gnider fingeren omkring kanten eller slår den med en genstand. Denne lyd oprettes, når vibrationerne i glasset påvirker luften inde i glasset. Hvert glas vibrerer ved en karakteristisk tonehøjde kaldet resonansfrekvensen. Denne frekvens er forskellig baseret på glasets egenskaber, og om der er væske inde i det eller ikke.
Vibrationer af glas
Når et glas laver støj, bevæger glassets kanter sig meget hurtigt. To modsatte sider af glasset ekspanderer og trækkes sammen på samme tid. Sidene 90 grader væk fra disse sider udvides og trækkes sammen overfor de andre to sider. Disse hurtige vibrationer i glasset får luften inde i glasset til at komprimere og ekspandere i bølger. Disse bølger af lufttryk er det, vi kender som lyd.
Resonansfrekvens
Tonehøjden eller frekvensen for den ringende lyd ændres afhængigt af glassets fysiske egenskaber. Frekvens måles i cyklusser pr. Sekund eller hertz. Den frekvens, hvormed et objekt vibrerer, kaldes dens resonansfrekvens. Tykt glas resonerer ikke så let som tyndt glas. Hvis der er væske i et glas, vil dette også sænke resonansfrekvensen af glasset. Dette er det modsatte af, hvad der sker, når du sprænger over toppen af en glasflaske. Dette er to forskellige måder at fremstille lydbølger på.
Gnidning Vs. Tapping
Uanset om du gnider din finger rundt kanten af et glas eller banker på den med noget, vil det have lidt forskellige effekter på den producerede lyd. Frekvensen vil være den samme uanset metode, men lydens varighed vil være anderledes. Hvis du gnider din finger omkring kanten af et glas, glider det skiftevis og holder sig fast ved din finger. Dette frembringer vibrationer ved resonansfrekvensen, og glasset producerer lyd under gnidningens varighed plus lidt forfaldstid bagefter. Hvis du trykker på glasset, lyder det, og derefter begynder lyden øjeblikkeligt at henfalde.
dæmpning
Et glas resonerer ikke meget højt eller meget længe på egen hånd, fordi dets vibrationer undertrykkes eller dæmpes. Ikke hele glasset vibrerer, når du gnider i dets kant eller rammer det. Glasmolekylerne, der ikke vibrerer, hjælper med at dæmpe randenes vibrationer. Hvis vibrationer ikke blev dæmpet, kunne den kontinuerlige produktion af stadig stærkere vibrationer ved resonansfrekvensen bryde glasset.
Hvornår bryder briller fra lyd?
Billedet af en stærk operasanger, der bryder et glas med hendes stemme, er baseret på resonansvidenskab. Hvis et glas udsættes for lydbølger ved dens resonansfrekvens, vil det vibrere synkroniseret med disse bølger. Kraften i lydbølgerne, der kommer fra en ekstern højttaler, kan drejes op for at overvinde den naturlige dæmpning af glasset. Når dette sker, vil glasset ikke være i stand til at opretholde stresset af vibrationer, og det vil gå i stykker.