science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe werkt een Paper Cup-telefoon?

Een eenvoudige papieren cup-telefoon werkt door geluidstrillingen over te brengen langs een strak getrokken touw. De bodem van elke beker dient als een combinatie "microfoon" en "luidspreker", waarbij geluidstrillingen op de ene worden opgevangen en het geluid op de andere wordt gereproduceerd. De telefoon is gemakkelijk te maken van goedkope materialen die je overal in huis kunt vinden of bij een supermarkt of bouwmarkt kunt kopen, en leert basisideeën over de wetenschap van geluid en trillingen.
Een Paper Cup-telefoon maken
••• Michele Rider /Demand Media

Voor een papieren bekertelefoon zijn twee bekers nodig, een lengte van inelastische draad, draad of vislijn, twee paperclips en een potlood of naainaald. Prik een gaatje in de bodem van elk van de kopjes met de potlood- of naainaald en steek elk uiteinde van het touwtje door elk gaatje om een papieren koptelefoon te maken. Bind elk uiteinde van de string aan een paperclip om te voorkomen dat de string loskomt van de cups. Trek het touw strak en laat een persoon in een van de kopjes praten terwijl u door de andere luistert. De bekers kunnen worden gebruikt om te communiceren over afstanden tot 100 voet.
Geluidsoverdracht
••• Michele Rider /Demand Media

De papieren bekertelefoon is een populair wetenschappelijk experiment vanwege hoe goed het de mechanica van geluidstransmissie. Geluid vereist dat een bron trilt op een hoorbare frequentie (meestal tussen 20 Hz en 20 kHz). Deze trillingen reizen door elk vast, vloeibaar of gasvormig medium als longitudinale golven. Hoewel geluidsgolven door de lucht kunnen reizen, geven vaste en vloeibare media geluid effectiever door vanwege hun grotere dichtheid.

Als u in de beker spreekt, wordt het geluid van de stem van de spreker naar de onderkant van de beker gezonden. De onderkant van de beker werkt als een diafragma en trilt met het geluid van de stem van de luidspreker. Terwijl de bodem van de beker trilt, brengt het de trillingen over in de strakke snaar. Het geluid reist langs de snaar als een longitudinale golf en trilt uiteindelijk de bodem van de ontvangende beker. De beker zendt het geluid in de lucht rond het oor van de luisteraar, waardoor ze de spreker kan horen. Omdat het geluid door vaste media reist - de beker en de snaar - reist het effectiever dan door de lucht, waardoor de gebruikers over grote afstanden kunnen communiceren met volumes die onhoorbaar zouden zijn als ze via de lucht zouden worden gesproken.
Effectieve koptelefoons
••• Michele Rider /Demand Media

U moet de draad strak trekken om de telefoon te laten werken. Langsgolven reizen door een medium door een proces van compressie en rarefactie, wat in dit geval de spanning van de snaar verandert. Als de snaar los is, zullen de veranderingen in spanning de trilbeker niet trillen. Op dezelfde manier zal de elastische snaar niet goed werken, omdat de golf de snaar gewoon uitrekt zonder de beker van de luisteraar te trillen.

Laat de snaar niet in contact komen met andere objecten, omdat dit het signaal verzwakt aan de ontvangende kant.