Resonantiefrequentie van luchtkolom

jimmyfoxe87

Ik probeer de resonantiefrequentie van een 3 cm lange luchtkolom die aan 1 kant is gesloten te berekenen.

Maar nu snap ik niet welke formule ik moet gebruiken.

Ik gebruik namelijk deze:

labda = 4L =>

f1 = v/4L

waarin v is 343 m/s (snelheid in lucht) en L is 3 cm (luchtkolom).

Na berekening krijg ik:

v/4L = 343/(4x3) = 28.6 Hz

Klopt het dat 28.6 Hz de resonantiefrequentie is?

Jan van de Velde

nee, dat klopt niet,

in natuurkundeformules moet je IN PRINCIPE ALTIJD SI- E E N H E D E N Z O N D E R V O O R V O E G S E L S invullen

Overigens, snap je waarom je hier λ = 4L toepast? Want een berekening via λ = ⁴/₃ L levert ook een goed antwoord:

http://www.wetenschapsforum.nl/index.php?showtopic=41622

Eigenlijk zijn er een héél groot aantal goede antwoorden

jimmyfoxe87

Jan van de Velde schreef:nee, dat klopt niet,

in natuurkundeformules moet je IN PRINCIPE ALTIJD SI- E E N H E D E N Z O N D E R V O O R V O E G S E L S invullen

Overigens, snap je waarom je hier λ = 4L toepast? Want een berekening via λ = ⁴/₃ L levert ook een goed antwoord:

http://www.wetenschapsforum.nl/index.php?showtopic=41622

Eigenlijk zijn er een héél groot aantal goede antwoorden

woeps... ik moest zeker 0.03 m invullen in plaats van '3' (cm).

Nee.. ik weet eigenlijk niet waarom ik hier λ = 4L, omdat ik dat op mijn stencil zie waarop het staat afgebeeld

Afbeelding luchtkolom

Maar ik hoezo zijn er heel groot aantal goede antworoden mogelijk? Kan ik dan met verschillende formules resonantiefrequentie berekenen?

Jan van de Velde

Kijk eens in die topic waarheen ik in mijn vorige bericht linkte....

wat je hier berekende is slechts de zg. grondtoon.

jimmyfoxe87

Ik moet overigens mijn antwoord beredenen aan de hand van een figuur. Een gedeelte van dit figuur kan hiermee worden beredeneerd... alleen snap ik niet welke gedeelte dat is.

Jan van de Velde

Ik snap dat ook niet.

als ik naar die figuur kijk dan zou ik een grondtoon verwachten van rond de 1200 Hz. Dat betekent een eerste boventoon van rond de 3600 Hz, een tweede boventoon van ergens rond de 6000 Hz. Die pieken zie ik niet in het diagram.

Jouw berekening leidt tot een grondtoon van 2860 Hz, en daarmee een eerste boventoon van 8580 Hz. Die laatste zien we wél in het diagram, de eerste niét. Dus ik heb geen idee hoe ik dat diagram en de resonantie van een buisje van 3 cm aan elkaar zou moeten knopen.

wil je de twee pieken in het diagram aan elkaar knopen als twee opeenvolgende resonantiefrequenties dan moet de een 3 x zo hoog zijn als de ander, of 5/3 maal zo hoog, of 7/5 maal zo hoog, of 9/7 x zo hoog. En dat lukt me niet.

benieuwd of iemand het verband wél ziet. (of stel je je vraag mogelijk verkeerd?)

E.Desart

Jan van de Velde schreef:Ik snap dat ook niet.

als ik naar die figuur kijk dan zou ik een grondtoon verwachten van rond de ..........

benieuwd of iemand het verband wél ziet. (of stel je je vraag mogelijk verkeerd?)

Jan, jimmyfoxe87

Die curven (figuur) zijn de curven van gelijke luidheid van Robinson, D.W. ans Dadson, R.S van 1956.

Gemaakt voor zuivere tonen (binaural free-field listening frontal incidence).

Deze curves zitten in de ISO standaard ISO 226:1987, maar zijn tussentijds (vind standaard niet direct terug nu) recent (na 2000, ca 2003 denk ik) vernieuwd. Je vindt deze nieuwe/verbeterde niet op het net door de zware Copyright bescherming op deze standaards.

Ik denk dat jimmy hier zijn vragen niet goed begrepen heeft. Met mijn 30 jaar niets anders dan akoestiek, kan ik geen enkele relatie zien met het begin van deze topic (resonanties).

Deze curves zijn gerelateerd met psycho akoestiek om onze gehoorsgevoeligheid (hoe luid horen wij tonen?) weer te geven in functie van frekwentie en niveau.

Het enige dat ik mij in de verte zou kunnen voorstellen, is dat de leraar (of wie ook) verwacht dat voor berekende frequenties (de resonanties) de correctie naar deze subjectieve "curves van gelijke luidheid" gegeven zou worden. Maar op zich kan dat ook niet omdat nog steeds een niveau moet gekend zijn.

Ik denk Jan dat je vraag: "of stel je je vraag mogelijk verkeerd?" zeer terecht is.

PS:

Sorry beetje off-topic: Ik was gehospitaliseerd. Hierdoor heb ik deze geluidsgolven Excel file (andere topic) nog niet terug opgeladen hier. Ik had je laatste antwoord in die gerelateerde topic niet gezien. Nu ga ik de file eerst iets verbeteren. Ik ga hem zeker terug uploaden.

Eric

.

Jan van de Velde

Ah, als ik je dan goed begrijp moet dit plaatje dus nét andersom worden gelezen dan ik deed, en zitten er juist dalen in (subjectieve) hoorbaarheid van die tonen die ik als pieken aanwees. Of toch weer anders?

Enige biologische verklaring voor dit fenomeen???

E.Desart

Enige biologische verklaring voor dit fenomeen???

Ja, vele, maar dat is een complexe bedoening en niet mijn specialiteit.

Een paar simpele dingen. Onze hoge gevoeligheid in de 4000 Hz range is gerelateerd aan de resonantiefrekwentie van onze gehoorcellen. Onze lage gevoeligheid voor lage frekwenties heeft de maken met de maatvoering van ons gehoor (binnen en buiten) versus golflengte.

Maar het gaat veel verder dan dat.

Een overzicht:

http://www.acoustics.hut.fi/teaching/S-89.3320/KA5.pdf

Je vindt deze curves ook in dit pdf document.

In feite kan je deze curves van gelijke luidheid als een vertikaal geflipte dB(A), dB(B) en dB© weging zien, waarbij de dB(A) weging de gestyleerde versie is van de 40 phon lijn, de dB(B) weging de gestyleerde 60 phon lijn en de dB© weging de 80 phon lijn.

Om die curves te evalueren een voorbeeldje.

De phon lijnen zijn de curves die bij 1000 Hz gelijk zijn aan de physische geluidsdruk die je op de y-as ziet.

Dus de 30 phon lijn is bij 1000 Hz gelijk aan 30 dB geluidsdruk (lineair = ongewogen = gewoon physisch), maar by 20 Hz ca 87 dB.

Dwz dat 20 Hz @ ca 87 dB voor ons gehoor even luid klinkt als 30 dB @ 1000 Hz en ca 23 dB @ 4000 Hz.

Vooral bij de lage frekwenties kan je zien dat de gevoeligheidsverhouding t.o.v. bijv. 1000 Hz hoegenaamd niet lineair verloopt, en ons gehoor relatief ongevoeliger wordt voor het laag bij afnemend niveau.

Bij muziek bijvoorbeeld betekent dit dat bij lage niveaus wij relatief minder lage frekwenties horen t.o.v. van het mid en hoog dan op hogere niveaus. Het is hiervoor dat oorspronkelijk de dB(A), (B) en © wegingen ontworpen zijn, zodat bij hogere niveaus de dB© curve een betere weging was en voor lage niveaus de dB(A) weging.

Het is om deze non-lineariteit in het laag versus niveau op te vangen dat op HiFi installaties een loudness knop voorzien is, zodat je bij lage niveaus, deze mindere gevoeligheid voor lagere frekwenties (die dus de relatieve verhouding van de muziek frequenties wijzigt t.o.v. een hoger niveau) kan compenseren.

In theorie zou een goede loudness compensatie dynamisch moeten werken in functie van het niveau, maar ik betwijfel sterk dat dit bij behoorlijk wat installaties juist werkt.

Noteer wel dat deze curves statistisch opgebouwd zijn op basis van empirische meetgegevens.

Dergelijke curves (in gestyleerde vormen) worden ook industrieel gebruikt. Zo worden traditioneel ventilatiesystemen inzake geluidsniveau uitgedrukt in NR waarden (volgens mij ook in Nederland), die ongeveer op vergelijkbare (gestyleerde) princiepes werken als deze phon curves, maar dan aangepast aan meer breedbandig geluid. Dit geeft dan een betere waarde beoordeling dan een ventilatiesysteem te beoordelen op dB(A) waardes.

Amerikanen gebruiken NC curves, maar er zijn er meerdere. Het doel van al deze curves is om niveaus beter te relateren aan subjectieve hinder- of luidheids-ervaring.

Eric

Jan van de Velde

Je uitleg hierboven kende ik al min of meer. Maar in dat soort curves zijn me de "bobbels" middenin nooit eerder opgevallen. Het ging mij meer specifiek om die toch betrekkelijk opvallende bobbels rond de 1200 en 8500 Hz.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Resonantiefrequentie van luchtkolom

Resonantiefrequentie van luchtkolom

Re: Resonantiefrequentie van luchtkolom

Re: Resonantiefrequentie van luchtkolom

Re: Resonantiefrequentie van luchtkolom

Re: Resonantiefrequentie van luchtkolom

Re: Resonantiefrequentie van luchtkolom

Re: Resonantiefrequentie van luchtkolom

Re: Resonantiefrequentie van luchtkolom

Re: Resonantiefrequentie van luchtkolom

Re: Resonantiefrequentie van luchtkolom