lu.se

Nationellt resurscentrum för fysik

Institutionen för Fysik, Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Sjungande glas

Ljudvågor kan överföra energi genom luften. I försöket får ett vinglas sätta ett annat i rörelse utan att de rör vid varandra. Glasen måste ha samma ton (låta likadant när man knäpper på dem) om försöket ska fungera.

 

Vad händer i försöket?

Genom att gnida med fingret runt kanten på ett av glaset kan vi få fram en ton. Om ljudet träffar ett annat glas i närheten med samma naturliga ton börjar det också vibrera (kommer i resonans). Vi använder ett gem för att kunna upptäcka om glaset vibrerar. Resonans har vi diskuterat även i andra experiment (Ringar i resonans och Titta på ljud). Om ljudet som träffar glaset har samma frekvens som glasets resonansfrekvens börjar det vibrera, annars inte.

Glasen har inte riktigt samma ton från början, vilket vi justerar genom att hälla vatten i dem. När de låter lika och gemet börjar klirra vet vi att vi har hittat rätt.

Om man tycker det är svårt att höra om glasen låter lika kan man använda ett gratis datorprogram, Audacity, för att kontrollera vilken frekvens glasets ton har. Längre ner på sidan finns en kort beskrivning av hur man kan mäta frekvens hos ljud med Audacity.

Vår operasångerska lyckades tyvärr inte att spräcka något av våra glas. Enligt en artikel i Scientific American är det möjligt, men man måste ha lite tur. På YouTube finns det gott om folk som haft tur.

På YouTube finns (förstås...) mycket om vinglas och ljud.

Här finns bl.a. en diskussion om varför vatten i glaset ändrar glasets naturliga ton. Vattnet hindrar glaset från att vibrera så fort som det hade gjort om det var tomt - mer vatten medför alltså en lägre ton.

Här visas en videosnutt från Mythbusters där sångaren Jaime Vendera spräcker glas (samma video som hänvisas till i Scientific American artikeln)

Arbeta med försöket i fysikundervisningen

Experimenten passar bäst på högstadiet eller högre, där ni kan använda begrepp som frekvens och resonans.

Kunskapsmål
  • Ljud är vibrationer i luften
  • Begreppen frekvens och ton (olika toner har olika frekvens)
  • Insikt om resonans 
Förslag på hur du kan använda experimenten
  • Huvudpoängen - ljudvågor överförs genom luften. Gemet vibrerar utan att man rör vid det.
  • Andra poängen - det krävs resonans, dvs att glasen stämmer överens, om det ska fungera.
  • Ni kan förstås prova att spräcka glas (ni kan ju ha tur), eller den mindre ambitiösa varianten där vår operasångerska får vattnet att skvätta i glaset. Om ni gör någotdera - använd skyddsglasögon!
  • Om du laddar hem och använder Audacity, ta fram frekvensen hos olika ljud!

Källa och ljudprogram på nätet

Vi fick ideen från physics.org  Marvin and Milo ("Singing paperclip Trick"). De använder två likadana glas och påstår att glasen har samma frekvens - därför har de lika mycket vatten i båda. Vi fick justera tonen genom att ha olika mycket vatten i glasen.

I Marvin och Milos försök balanseras gemet på kanten av glaset. Vi fann att då rör gemet på sig (fast för det mesta faller det av glaset) även om glasen inte har samma ton.

Hitta ljudets frekvens med hjälp av Audacity

Audacity är ett mycket användbart freeware-program som främst är till för att göra ljudproduktioner. Man kan även analysera inspelade ljud. Ladda ner Audacity här (vi använder beta-versionen).

Gnid glasets kant och spela in en ljudsnutt. Markera den och välj 'Plot Spektrum' i 'Analys'-menyn. Audacity visar då vilka frekvenskomponenter det finns i det inspelade ljudet - är det någorlunda tyst i rummet är den högsta toppen som syns ljudet från glaset. Välj 'Axel' 'Log frekvens' för att öka upplösningen vid låga frekvenser. När du rör markören över plotten visar Audacity vilken frekvens markören står vid.