Труба Рубенса – устройство для визуализации стоячих звуковых волн. Представляет собой металлическую трубу с небольшими отверстиями по всей её длине. Чем больше отверстий будет в трубе Рубенса, тем качественней получится картина стоячей звуковой волны.

Немного теории

Звуковая волна, распространяясь в упругой среде (например, в воздухе), создаёт области повышенного и пониженного давления, чередующиеся друг с другом. При этом, звуки разной высоты, создают разные по длине волны (длина волны – расстояние между двумя областями с повышенным или пониженным давлением). Эти волны распространяются, накладываются друг на друга, отражаются от различных поверхностей и со временем затухают.

Похожую картину вы можете увидеть, стоя на берегу озера и наблюдая за волнами на воде в ветреную погоду (в данном случае, гребни волн будут являться областями с повышенным давлением, а «впадины» - областями с пониженным давлением).

Так как же работает труба Рубенса?

С одной стороны, в трубу подаётся газ, а с другой стороны находится источник или генератор звуковых волн. Попадая в трубу, волна спокойно доходит до конца трубы, отражается и возвращается обратно, накладываясь на такую же встречную звуковую волну. В случае, если волна попадёт в одну фазу со встречной волной (гребень совпадет с гребнем или впадина совпадет с впадиной), произойдёт значительное усиление её амплитуды (т.е. в областях в повышенным давлением оно станет ещё выше, а в областях с пониженным – ещё ниже). Такая волна называется стоячей, так как со стороны она выглядит совершенно неподвижной.

Если в это время в трубе будет газ, то он начнёт выходить из отверстий в трубе. При этом наиболее активно он будет выходить из отверстий, расположенных над областями высокого давления, а наименее активно – из отверстий над областями пониженного давления. Осталось лишь поджечь газ, выходящий из отверстий, и языки пламени изобразят форму стоячей звуковой волны, образовавшейся в трубе Рубенса.