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El
montaje experimental utilizado para la obtención de los datos es el que se
muestra en el esquema de la derecha.
El tubo es de plástico transparente, de unos 65 cm de
longitud, y se tapa por la parte inferior con un corcho al que se adapta
una llave de paso para líquidos. También se pega con cinta adhesiva una
cinta métrica para poder hacer las mediciones (ver detalle). En la parte
superior se fija un diapasón de 440 Hz (mejor mediante la pieza que se
muestra, muy corriente en los laboratorios escolares)
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Detalle de la llave |
Detalle del
diapasón |
Cuando se golpea el diapasón la onda sonora penetra en el
tubo y se refleja en la superficie del líquido que lo llena parcialmente.
Como consecuencia se puede formar en su interior una onda estacionaria si
se da una doble condición: que exista un nodo en la superficie del líquido
y un antinodo, o vientre, en la parte abierta del tubo. Esto sucederá
cuando la longitud del tubo, no ocupada por el agua, sea un múltiplo impar
de un cuarto de la longitud de onda.
Por tanto la longitud de onda deberá cumplir la condición:
Cuando se cumpla esta condición se formará la onda
estacionaria, que se detecta porque se produce un súbito aumento de la
intensidad del sonido (ver animación). La longitud del tubo se puede
variar abriendo la llave y dejando que el agua vierta en el vaso.
Se determina (varias veces) la longitud a la cual se
aprecian variaciones en la intensidad del sonido.
La relación existente entre velocidad, frecuencia y
longitud de onda es:
Sustituyendo el valor de la longitud de onda obtenemos la
ecuación que nos da la velocidad del sonido en función de la frecuencia de
la onda y la longitud
del tubo:
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