03.- දෝලන හා තරංග

3.05 – වායු කඳන් කම්පනය

වායුවක් තුළ අන්වායාම තරංග වේගය (ධ්වනි වේගය).

V=γPρ

γ-වායුවක ප්‍රධාන විශිෂ්ඨ තාප ධාරිතා අතර අනුපාතය

P – වායුවේ පීඩනය (Nm^-2)

ρ-වායුවේ ඝනත්වය (kgm^-3)

• γ රඳා පවතින්නේ වායු අණුවක ඇති පරමාණු ගණන මත වේ.

• මේ අනුව දෙනලද වායුවක නියත උෂ්ණත්වයේ දී P/ρ නියත වේ. මේ නිසා වායුවක් තුළ ධ්වනි ප්‍රවේගය උෂ්ණත්වය නියත නම්, වායුවේ පීඩනය, ඝනත්වය, වායු ස්කන්ධය, වායු පරිමාව, වැනි සාධක මත රඳා නොපවතී.

මේ අනුව,

වායු කදන්වල කම්පනය

• විවෘත නල –  දෙකෙලවරම විවෘත නල
• සංවෘත නල –  එක් කෙළවරක්වත් වැසූ නල

මේ නිසා නලය තුල ස්ථාවර අන්වායාම තරංග ඇති වේ.

• විවෘත කෙළවර – විස්ථාපන ප්‍රෂ්පන්ද ( පීඩන නිෂ්පන්ද )

• සංස්වෘත කෙළවර –  විස්තාපන නිෂ්පන්ද ( පීඩන ප්‍රෂ්පන්ද )

එක් කෙළවරක් වැසුණු නලයක කම්පනය

• සංවෘත කෙළවර – විස්තාපන නිශ්පන්ද
• විවෘත කෙළවර –  විස්තාපන ප්‍රශ්පන්ද

මූලිකතානය – 1 ප්‍රසංවාදය

පළමු උපරිතානය – 3 ප්‍රසංවාදය

දෙවන උපරිතානය – 5 ප්‍රසංවාදය

• මේ අනුව එක් කෙළවරක් වැසූ නළයකින් ලබාගත හැක්කේ f₀, 3f₀, 5f₀ ලෙස ඔත්තේ ප්‍රසන්වාද පමණි.

දෙකෙළවර ම විවෘත නළවල කම්පනය

මූලිකය – 1 ප්‍රසංවාදය

පළමු උපරිතානය – 2 ප්‍රසංවාදය

 දෙවැනි උපරිතානය – 3 ප්‍රසංවාදය

නළයක ආන්ත ශෝධනය

• නළයක් තුළින් ගමන් ගන්නා කැළඹීමක් විවෘත කෙළවර දී නිදහසේ ප්‍රසාරණය වීම නිසා විවෘත කෙලවරේ ඇතිවන ප්‍රශ්පන්ද නිශ්චිතව ම නළයේ විවෘත කෙළවරෙහි ඇති නොවී ස්වල්පයක් ඉදිරියට විස්ථාපනය වේ. නළයේ දිගට වඩා තරංගයේ දිග ස්වල්පයක් වැඩි වේ. එසේ කෙළවරකින් වැඩි වන දිග නළයේ ආන්ත දෝෂය වේ.
• නළයේ ආන්ත දෝෂය රඳා පවතින්නේ නළයේ විෂ්කම්භය මත පමණි. විෂ්කම්භය වැඩිවන විට ආන්ත දෝෂය වැඩිවේ.

දෙකෙළවර ම විවෘත නලයක් මගින් වාතයේ ධ්වනි ප්‍රවේගය හා නළයක ආන්ත ශෝධනය සෙවීම

• උපකරණ     –  එක් නළයකට හරියටම ඇතුල් කළ හැකි තවත් නලයක්, මීටර් රූලක්, සංඛ්‍යාත දන්නා සරසුල් කට්ටලයක්, ආධාරකයක්, රබර් කෝට්ටය, විහිත චතුරස්‍රයක්

• එක් නලයක් තුළට අනිත් නළය ඇතුල් කොට ආධාරකය තිරස්ව කලම්ප කරගන්න.
• නලය අවම දිගට සකස් කරන්න.
• පළමුව වැඩිම සංඛ්‍යාතය ඇති සරසුල තෝරාගෙන සරසුල කම්පනය කර නලය ඉදිරියෙන් අල්ලාගන්න. නලේ දිග සෙමෙන් වැඩි කරන්න.
• නළය තුළින් වැඩිම හඬක් ලැබෙන අවස්ථාව හෙවත් අනුනාද අවස්ථාවේ වායු කන්දේ දිග (නලයේ දිග) මැන ගන්න.
• නළයේ දිග අවමයේ සිට ක්‍රමයෙන් වැඩි කරමින් අනුනාද අවස්ථාව ලබා ගන්නේ පළමු උපරිතානයේ දී l සොයාගැනීමට ය.

• සංඛ්‍යාතය අවරෝහණ පිළිවෙලට සියලුම සරසුල් සඳහා අනුනාද දිග ලබාගන්න.

සංඛ්‍යාතය දන්නා එක් සරසුලක් පමණක් භාවිතා කර වාතයේ ධ්වනි ප්‍රවේගය සෙවීම

• අවශ්‍ය ද්‍රව්‍ය   -එක් කෙළවරක් වැසූ දිග වෙනස් කළ හැකි අනුනාද නලයක්, සංඛ්‍යාතය දන්නා සරසුලක්
• f දන්නා සරසුලකින් මුලිකතානයේ අනුනාද දිග l₁ වන හා පළමු උපරිතාන දිග l₂ සොයාගන්න. වාතේ ධ්වනි ප්‍රවේගය V හා ආන්ත ශෝධනය e වේ.

 

• දෙකෙළවර ම විවෘත නළයක් මගින් වාතයේ ධ්වනි ප්‍රවේගය හා නළයක ආන්ත දෝෂය සෙවීම.

• උපකරණ – විවෘත නළයක්, සංඛ්‍යාත දන්නා සරසුල් කට්ටලය, කම්පන කොට්ටය, මීටර කෝදුව, උස සරාවක්, ජලය

• ජල මට්ටමට ඉහළින් ඇති දිග අවම වන නළය සරාව තුළ ගිල්වා ආධාරකයට සවි කර ගන්න.
• වැඩිම සංඛ්‍යාතය ඇති සරසුල කම්පනය කර නළයට මදක් ඉහළින් අල්ලා, නළයෙන් උස් හඩක් නිකුත් වන තුරු නළයේ වාතය අඩංගු කොටසේ දිග වැඩි කරන්න.
• සරසුලේ සංඛ්‍යාතය (f) හා ජල පෘෂ්ඨයේ සිට නළයේ ඉහළ කෙළවර දක්වා දිග (l) මැන සටහන් කරගන්න.
• ආකාරයට සරසුල් වල සංඛ්‍යාතය අඩුවන පිළිවෙළට නළයේ දිග ක්‍රමයෙන් වැඩි කරමින් f හා l සදහා අගයන් යුගල අවම 5 ක් වන සේ පාඨාංක ලබාගන්න.