Ruben's Tube
江湖上證明管內聲音駐波的另一種方法
撰文/陳育霖
2005年世界物理年, 國科會在中正紀念堂舉行探索物理博覽會, 我恭逢其盛, 完整參加了全部的解說員訓練, 當時還在中央大學孫維新老師策展的所有演示道具, 都玩過, 還有機會認識了台北科技大學房漢彬老師與東吳大學物理系陳秋民老師以及他們從實驗室帶來許多令人驚奇的展品, 像是被陳秋民老師切開的馬桶與熱水器.
另外有一座當年第一次見到的展品Ruben's Tube, 網路上的說明文檔和影片非常多, 所以直接借用他人的智慧即可. 
實驗裝置圖有一個可以改變頻率的生源產生器可以產生聲音(Frequency generator), 透過喇叭(Loudspeaker)把聲音傳遞到管中, 管子其中一端包上一層橡皮膜(Rubber membrane)來使管中空氣分子產生較均勻的振動, 並且防止瓦斯外漏(如下圖所示), 金屬管每隔一段距離鑽一個小孔(Metal with holes), 接著接上瓦斯, 在小孔上點火, 金屬管上的火焰就會隨著管內聲音駐波造成的空氣分子密度疏密不均勻造成火焰高低不同. 點火情形如這段網路影片Discovery流言追追追
圖片引自丹麥奧胡斯大學(the University of Aarhus)物理暨天文學系(Department of Physics and Astronomy)的丹麥物理秀(the Danish Physics Show)官方網頁fysikbasen.dk
http://www.fysikbasen.dk/English.php?page=Vis&id=6
一端開口另一端閉口的管內空氣柱駐波的波節(nodes)與波腹(antinodes)的分布, 管內空氣分子壓力(pressure)與位移(displacement)極大與極小值出現的相位差90度(剛好是四分之一個波長)
圖片引自Fysikbasen官網http://www.fysikbasen.dk/Referencemateriale/PDFartikler/flammeRoerENG.pdf
引自WiKi維基百科
Discovery流言追追追
高中物理BOX
圖片引自阿信的物理教室
聲波, 需要介質傳遞是為力學波的一種. 由其傳遞方向與介質在平衡點附近週期振動的方向判斷, 屬於縱波或者疏密波.
考慮聲波向右行進時
密部：密部中央空氣分子位移為零(如上圖 b 與 d 點)，其右側空氣向左移，左側空氣向右移，造成此處密度、氣壓為最大值(p+Δp)。
疏部：疏部中央空氣分子位移為零((如上圖 a 與 c 點))，其右側空氣向右移，左側空氣向左移，造成此處密度、氣壓為最小值(p-Δp)。
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