Συντονισμός στην 3η αρμονική.

Κάθε περιοδική κυματομορφή συχνότητας ν μπορεί να αναλυθεί σε μια σειρά αρμονικών κυματομορφών με συχνότητες ακέραια πολλαπλάσια του ν. Σε ορισμένες από αυτές τις κυματομορφές, οι αρμονικές που είναι άρτια πολλαπλάσια του ν δεν υφίστανται. Παράδειγμά τέτοιας κυματομορφής είναι η τετραγωνική. Αυτή η κυματομορφή αναλύεται σε 3η, 5η, κλπ αρμονικές συνιστώσες.

Πως θα μπορούσαμε να αναλύσουμε μια τετραγωνική κυματομορφή σε αρμονικές συνιστώσες; Αν δίνουμε μια τετραγωνική κυματομορφή τάσης σε ένα μεγάφωνο, με χρήση κατάλληλων αντηχείων μπορούμε να απομονώσουμε οποιαδήποτε από τις αρμονικές συνιστώσες της. Για να γίνει αυτό πρέπει ο ήχος του μεγαφώνου να περάσει μέσα από αντηχεία που συντονίζουν στην αρμονική που θέλουμε να "φιλτράρουμε". Στο παρακάτω βίντεο δείχνουμε την πειραματική διαδικασία.

Wimshurst: Leyden jars ή πυκνωτές του εμπορίου;

 Όταν μας δείξουν μια γεννήτρια Wimshurst, ένα από τα πρώτα πράγματα που προσέχουμε είναι τα δύο "ποτηράκια", ένα δεξιά και ένα αριστερά. Τα δύο αυτά ποτηράκια συνδέονται με την υπόλοιπη γεννήτρια, αλλά και μεταξύ τους, με ένα περίπλοκο σύστημα. Τα ποτηράκια αυτά μπορεί να σπάσουν. Δεν μπορούν να αντικατασταθούν με συνηθισμένα ποτήρια, αλλά ούτε υπάρχουν ανταλλακτικά στο εμπόριο. Ένα άλλο πρόβλημα που έχουν οι γεννήτριες με τα ποτηράκια είναι ότι γίνονται βαριές χωρίς λόγο.

Οι περισσότεροι φυσικοί ξέρουν ότι αυτά τα ποτηράκια είναι πυκνωτές. Για την ακρίβεια έχουν χωρητικότητα περί τα 100 pF το καθένα, άρα η συστοιχία των δυο είναι 50 pF. Αλλά, σπάνια τα αντικαθιστά κανείς με πυκνωτές του εμπορίου. Μου είναι δύσκολο να καταλάβω το λόγο. Ίσως επειδή δεν ξέρουν τι πυκνωτές να βάλουν στη θέση τους. Ίσως γιατί νομίζουν ότι έτσι θα γίνει επικίνδυνη. Ίσως ακόμα να το θεωρούν "ιεροσυλία".

Εγώ πιστεύω ότι καλό θα ήταν να αντικαθιστούσαμε αυτά τα ποτηράκια με πυκνωτές. Η μηχανή θα είναι εξίσου λειτουργική και καθόλου πιο επικίνδυνη. Στο βίντεο λειτουργώ μια Wimshurst με πυκνωτές αντί ποτηράκια.

Συντονισμένη ακουστική επικοινωνία

 Ένα ακουστικό αντηχείο ενισχύει τον ήχο μιας ηχητικής πηγής στο εσωτερικό του, όταν η συχνότητά της βρίσκεται στη ζώνη συντονισμού του. Στη λήψη αρμονικών ακουστικών κυμάτων, ομοίως, το ακουστικό αντηχείο ενισχύει τον ήχο που δέχεται και έχει συχνότητα μέσα στη ζώνη συντονισμού του. Με το πείραμα αυτό θέλω να δείξω ότι αντηχεία που βρίσκονται το ένα απέναντι από το άλλο και συντονίζουν στην ίδια συχνότητα έχουν εξαιρετικά καλή επικοινωνία όταν η ηχητική πηγή στο εσωτερικό ενός από αυτά παράγει ήχο μέσα στη ζώνη συντονισμού του αντηχείου.