Còi báo động Seebeck

29

Còi báo động Seebeck

I. D. ZHIZHILKIN

Có lẽ bạn đã từng nghe thấy âm thanh chói tai của còi xe cứu thương đang lao tới một bệnh nhân nặng, hay tiếng còi báo động mạnh mẽ được lắp trên ngọn hải đăng và cảnh báo các tàu đang chạy ngoài khơi nguy hiểm, hoặc một số tiếng còi báo hiệu tương tự khác.

Có lẽ không phải ngẫu nhiên mà nguồn gốc của những âm thanh mạnh mẽ và có thể nghe xa này được gọi là còi báo động. Trong thần thoại Hy Lạp cổ đại, còi báo động là loài nửa chim, nửa phụ nữ, dùng tiếng hát của mình để dụ các thủy thủ đến những nơi nguy hiểm và tai hại. Tuy nhiên, điều này đã vượt quá phạm vi của bài viết này.

Có nhiều loại còi báo động khác nhau. Ví dụ, hoa tử đinh hương cơ học sử dụng phương pháp truyền không khí đến lớp vảy. Tuy nhiên, cách đơn giản nhất được phát minh bởi nhà vật lý người Đức Thomas Johann Seebeck, sống từ năm 1770 đến năm 1831. (Thông thường, cái tên Seebeck gắn liền với việc ông khám phá ra hiện tượng nhiệt điện, nhưng điều tò mò là Seebeck là người đầu tiên đề xuất việc sử dụng mạt sắt để xác định hình dạng của đường sức từ và để quan sát trực tiếp chúng.)

Còi báo động như vậy hoạt động như thế nào và liệu có thể tự làm được nó hay không - đây là điều chúng ta đang nói đến trong bài trạng thái được viết bởi Igor Zhizhilkin, một học sinh lớp 9 trường Moscow số 147.

Còi báo động của Seebeck có thể được tạo ra bằng cách sử dụng… máy hút bụi gia đình và máy pha chế nước trái cây.

Từ bìa cứng dày, bạn cần cắt một chiếc đĩa có đường kính 400-600 mm và tạo các lỗ trên đó có đường kính khoảng 10 mm. (Thuận tiện nhất là đục lỗ bằng ống kim loại, các cạnh của ống này được mài bằng dũa.) Các lỗ được đặt cách nhau một khoảng bằng nhau dọc theo một vòng tròn đồng tâm sao cho khoảng cách giữa các lỗ lớn hơn đường kính của chúng.

Từ nhà hóa học nước trái cây, bạn cần tháo dao và các thiết bị khác và đặt một vòng tròn đã được sản xuất có lỗ trên trục, cố định nó bằng vít kẹp.

Bạn cần làm một đầu vòi trên ống hút bụi sao cho lỗ thoát của nó cũng có đường kính khoảng 10 mm.

Sau khi bật máy ép trái cây, chúng tôi hướng luồng không khí từ máy hút bụi vuông góc với đĩa có lỗ. Âm thanh phát ra sắc nét. (Đây là lý do tại sao các thí nghiệm với còi báo động chỉ nên được thực hiện khi có sự đồng ý của người khác!) Cao độ của âm thanh có thể được thay đổi bằng cách hướng một luồng không khí vào các lỗ theo các vòng tròn đồng tâm khác nhau.

Tại sao còi báo động kêu? Bạn có thể trả lời câu hỏi này như thế này. Nếu bạn xoay nhanh một đĩa có lỗ và bán không khí qua các lỗ này, thì phía sau lỗ sẽ có tia phản lực quá cao, biểu thị sự lăn và độ hiếm xen kẽ. Chúng gây ra âm thanh ở một cao độ nhất định.

Có thể dễ dàng nói rằng cao độ có thể được tính toán trước; để làm điều này, chỉ cần nhân tần số quay của vòng tròn của bạn (bạn có thể đọc trong hướng dẫn dành cho nhà hóa học nước trái cây) với số lỗ.

Anh ấy khuyên bạn nên thực hiện các thí nghiệm được đề xuất và tự mình xác minh mọi điều đã nói ở trên.