Vastupidine helikõrgus

Uurime, kuidas sõltub helikõrgus poolenisti täidetud pudeli omadustest.

Vahendid:

  1. Kolm ühesugust tühja klaaspudelit
  2. Puidust pulk

Protseduur:

1. Täida kolm pudelit erinevate veekogustega ja küsi õpilastelt: „Kui pulgaga vastu klaaspudeleid lüüa, siis milline pudel tekitab kõige kõrgema tooni?“

2. Tõsta pudel kahe sõrmega pudelikaelast kinni hoides üles ning löö seda pulgaga. Kuulatage tekkivat tooni.

3. Nüüd küsi õpilastelt: „Kas madalaima veetasemega pudel annab alati kõrgeima tooni?“

4. Puhu nüüd pudeli suule sellega peaaegu horisontaalselt. Kuulatage nüüd helikõrgust.

Mis vibreeris, kui pudelit löödi?
Mis tekitas heli kui pudeli suule puhuti?
Mis mõjutab üldiselt tekkiva heli kõrgust?
Kas erinevad vedelikud sama vedelikutasemega mõjutaks helikõrgust? Kui pudelit lüüa? Kui pudeli suule puhuda?

Selgitus Kui pudelit puidust pulgaga lüüa, hakkavad pudel ja selles olev vesi võnkuma ning tekitavad heli. Mida rohkem vett pudelis on, seda madalam on helikõrgus. Kui pudelisuule puhuda, hakkab võnkuma vee kohal olev õhk. Mida rohkem on pudelis õhku, seda madalam on helikõrgus.

Katsest saame järeldada, et mida suurem on võnkuva materjali mass, seda madalam heli tekib. Seetõttu tekivad ka kitarri või klaveri madalamad toonid just pikemaid ja suurema läbimõõduga kitarrikeeli võnkuma pannes. Kui kitarrikeelte pikkusi lühendada (asetades sõrme keelele), tekib kõrgem heli.

Kui oleksime pudelites kasutanud erinevaid vedelikke, oleks pulgalöögi järel tekkiva heli kõrgus ilmselt erinev isegi sama vedelikuhulga juures. Selle põhjuseks on vedelike erinev mass. Pudelisuule puhudes jääb helikõrgus samaks, sest õhku oleks pudelites ikka sama palju.