クント管
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/08/11 21:12 UTC 版)
クント管 (くんとかん, Kundt's tube)は物理学者アウグスト・クントが1866年に発表した[1][2]、音を可視化する装置。音の波長の測定もできる。今日では定常波の教育に利用されることが多い。
基本原理
長さ1mぐらいの透明な管を用意する。透明な管の中にコルク粉末などの粒子を入れておく。その管の片側に栓を付けて、栓の左右の位置を調整できるようにしておく。栓の反対側にスピーカーを置いて、ある波長の音を出す。栓の位置を調整すると、ガラス管がスピーカーに共鳴して、音が大きくなる。
共鳴している時、管の中に粒子が入っているので、空気の振動が目に見えるようになる。この工夫を考えたのが物理学者アウグスト・クントであり、この仕組みをクント管と呼ぶ。クント管の中の粒子は、大きな波模様が、小さな縞模様に分かれた構造となる。
粒子が作る模様の全体的な形は、管の端部が開放しているか閉塞しているかで変わってくるが、いずれの場合も波と波の頂点の間隔は、音の波長の半分となる[3]。クント管を使って音の波長
クントは粒子にヒカゲノカズラの胞子（石松子）を利用している。また、ガラス管を使い、栓には長期間乾燥させたコルクを使用している[1]。
クント自身の説明によれば、音は、濡れた毛織物で装置を直接擦って発生させているため、周波数が分からない。当時、常温の空気中の音速を別の学者が別の手法で測って発表していたので、クントは上記の式を使ってまず発生させた音の周波数を求め、それから中の気体を入れ替えたり、温度や圧力を変えたりして、その条件での音速を求めている[1]。
クントは試験に用いるガラス管のサイズは任意としながらも、長さ1m、断面直径1～1.5cmを推奨している[1]。
クントは空気の他、二酸化炭素、照明用ガス、水素で実験しており、それぞれでの音速が空気中の0.8倍、1.6倍、3.56倍と報告している[1]。
関連項目
- エルンスト・クラドニ - クントに先駆けて音の可視化を報告した物理学者。クントも論文中で言及している[1]。
- ハインリヒ・ルーベンス - 粉体の代わりに炎を使ったルーベンス管を発表した。
参考文献
- ^ a b c d e f Kundt, A. (1866). “Ueber eine neue Art Akustischer Staubfiguren und über die Anwendung derselben zur Bestimmung der Shallgeschwindigkeit in festen Körpern und Gasen” (ドイツ語). Annalen der Physik (Leipzig: J. C. Poggendorff) 127 (4): 497–523. Bibcode: 1866AnP...203..497K. doi:10.1002/andp.18662030402 2009年6月25日閲覧。.
- ^ Kundt, August (January–June 1868). "Acoustic Experiments". The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. Vol. 35 no. 4. UK: Taylor & Francis. pp. 41–48. 2009年6月25日閲覧。
- ^ 浜崎貢, 山口光臣, 陳麗, 小原益己, 三井好古, 小山佳一「音を可視化して音の速さと振動数・波長を測定する教材の開発」『鹿児島大学理学部紀要』第51巻、鹿児島大学、2018年、 1-8頁、 hdl:10232/00030424、 ISSN 1345-6938、 NAID 120006550393。
- ^ 日本女子大学物理コース. “クントの実験”. 2022年5月29日閲覧。
- ^ 佐藤孝二, 子安勝, 中村俊一, 久保啓一, 宮原百合子「粉末図形による模型室内音場分布の図示」『日本音響学会誌』第16巻第1号、日本音響学会、1960年、 34-42頁、 doi:10.20697/jasj.16.1_34、 ISSN 0369-4232、 NAID 110003107460。
- ^ Faber, T. E. (1995). Fluid Dynamics for Physicists. UK: Cambridge University Press. p. 287. ISBN 0-521-42969-2
- ^ 森本睦子「物理学実験「空気の振動と音速」における粉体の選定」『慶應義塾大学日吉紀要. 自然科学』第66巻、慶應義塾大学日吉紀要刊行委員会、2019年9月、 33-40頁、 ISSN 0911-7237、 NAID 120006849066。
関連文献
- Hortvet, J. (1902). A manual of elementary practical physics. Minneapolis: H.W. Wilson. Page 119+.
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