÷
s Ú¢ å ¾ Ë < gX c lÊ Ý X ì Ä Ó Þ; c å ¾ Ë X ¢ ì Å
» . > G B
â
© · ¡ ¤ ¸õ < Æ §¹ ¢ ¤" é ¶, í ½ Ó 791-170; â · ¡ ¤ @ / < Æ § Ó ü t o §¹ ¢ ¤ / B N, @ /½ ¨ 702-701
L
| Ú' å ∗
â
· ¡ ¤ @ / < Æ § Ó ü t o §¹ ¢ ¤ / B N, @ /½ ¨ 702-701 (2007¸ 10 Z 4 16{ 9 ~ à Î6 £ §)
×
æ · ¦1 p x < Æ §\ " f ´ ú §s À Ò ¦ e H èo ' aº X < ¸ « Ñ[ þ t × æ \ " f 6 £ § \ ¦ r y o r ~ ´ Ã º e H Ô ¦ g 1
P ' a (flame tube) © u \ @ /ô Ç ] j õ & h 6 x ~ ½ ÓZ O \ @ /K · ú Ð ¤ . Ô ¦g 1 P ' a z ´+ « > É r & ñ © _ + þ A$ í s
~ 1 ¦, 1 l x à ºü < © _ 8 £ ¤& ñ s 0 p x # 6 £ § _ 5 Å q§ 4 ` ¦ ½ ¨½ + É Ã º e Ü ¼ 9, 7 á x _ S & h ì r$ 3 ` ¦ ½ + É Ã
º e H © & h ` ¦ ° ú H . s Qô Ç © & h ` ¦ s 6 x # Ô ¦g 1 P ' a z ´+ « >_ þ j& h ¸| ` ¦ ¹ 1 Ô · ú 9º ¡ § Ü ¼ Ð+ §
à º\ O s õ < Æ ' \ 6 x ½ + É Ã º e ¸2 ¤ Ö ¸6 x ~ ½ ÓZ O _ ª $ í ` ¦ Æ Ò½ ¨ % i .
PACS numbers: 01.40.Ej, 01.40.Fk, 01.50.My Keywords: Ô ¦g 1 P ' a, s © l ^ , 6 £ § , & ñ ©
I. " e  ] Ø
&
³@ / r\ " f õ < Æ_ × æ כ ¹$ í É r ± ú Ð 7 £ x ¦ e t ë
ß õ < Æ §¹ ¢ ¤ É r s \ ¦ ~ à Î5 gÅ Òt 3 l w ¦ e . z ´] j Ð õ < Æ
§¹ ¢ ¤ _ ² D G ] j q § ¨ î (SISS)\ " f õ < Æ$ í 2 [ ¸ õ H
¦ < Ƹ Ü ¼ Ð ° ú à º2 ¤ þ j 0 A Ý ¶` ¦ u 3 l w ¦ e . s
õ \ H é ß í H Å Ò{ 9 d §¹ ¢ ¤, õ < Æ\ @ /ô Ç < É ª p $ , @ / { 9
< Æ\ s / B N > rx 1 p x # Q t " é ¶ s e . s Q ô
Ç ë H ] j\ ¦ ¸F K s ¸ > h l 0 A # ´ ú § É r + þ AI _ ¸
§
4 s s À Ò# Qt ¦ e . < Æ § & ³ © \ " f s À Ò# Q| 9 Ã º e H
© | à Ðf ô Ç ¸§ 4 É r z ´+ « >s . z ´+ « > É r õ < Æ\ " f _
¦Ä »ô Ç Ã Ð½ ¨~ ½ ÓZ O s 9, õ < Æ& h ½ ¨_ 9 à º& h à ºé ß s
. õ < Æ §¹ ¢ ¤& h 8 £ ¤ \ " f z ´+ « > É r õ < Æ& h Z O g Ë :õ s
: r` ¦ + þ A$ í ¦ Õ ª 0 A\ ¦ 7 £ x H X < ´ òõ & h Ü ¼ Ð s 6 x
)
a . Ö ¦ Q, 4 ¤ ¸ ú ¦ Æ Ò © & h õ < Æ t d ` ¦ s K ½ + É Ã º e
H à ºé ß s ÷ & 9, õ < Æ& h ] X \ ¦ _ þ v1 p q ½ + É Ã º e H ~ ½ ÓZ O s
) a . ¢ ¸ô Ç, < ÆÒ q t[ þ t Ð # F K õ < Æ\ @ /ô Ç 1 l x l ü < < É ª p
\ ¦ Ä »µ 1 Ï ¸2 ¤ < ÊÜ ¼ Ð+ , õ < Æ\ @ /ô Ç I ¸\ ¦ < Ê ª
H a % ~ É r ¸½ ¨ ) a [1]. t ë ß { 9 à º\ O & ³ © \ " f H F
G y ] jô Ç& h z ´+ « >[ þ t ë ß s À Ò# Qt ¦ e . > ] j@ /
Ð ) a z ´+ « >, 7 £ ¤ < ÆÒ q t[ þ t s à н ¨õ & ñ ` ¦ u " f s À Ò# Qt
H õ < Æ& h ½ ¨ü < < ÆÒ q t[ þ t \ > õ < Æ\ @ /ô Ç 1 l x l < É ª p
Ä »µ 1 Ï÷ & H z ´+ « > É r s À Ò# Qt t · ú § H . © a % ~ É r ~ ½ Ó
∗
E-mail: [email protected]
î
ß s z ´+ « >` ¦ y © o H כ s t ë ß # Q 9¹ ¡ § s ´ ú § r # 3 z
´+ « >s @ /^ ~ ½ Óî ß s ÷ &o # .
r
# 3 z ´+ « > É r ½ ¨$ í Å Ò_ < Æ_ þ v` ¦ @ /³ ð " f B Ä º ª ô
Ç + þ AI Ð ´ ú § É r ½ ¨ [ þ t \ _ K ½ ¨÷ &# Q M ® o H X < < ÆÒ q t [
þ
t \ > õ < Æ > h¥ Æ ` ¦ < Æ_ þ v r v H X < e # Q" f : x& h § Ã
º < Æ_ þ v ~ ½ ÓZ O \ q K B Ä º ´ òõ & h s % 3 ¦ Ð ¦ ¦ e
[2]. r # 3 z ´+ « > É r < É ª p e H © S ! ` ¦ Ø ¦ < ÊÜ ¼ Ð+ ü @& h
< Æ_ þ v1 l x l \ ¦ Ä »µ 1 Ïr v l 0 Aô Ç Ã ºé ß Ü ¼ Ð 6 x| ¨ c ÷ r ë ß m
ë H ] j\ ¦ d r v ¦ t & h ° ú 1 p x` ¦ { 9 Ü ¼( Ü ¼ Ð+ ? /
&
h < Æ_ þ v 1 l x l \ ¦  Ò# l 0 Aô Ç Ã ºé ß 1 p x ª ô Ç 3 l q& h Ü ¼ Ð
Ö
¸6 x ÷ & ¦ e [3]. Õ ªo ¦ r # 3 z ´+ « > É r f ] X z ´+ « >\ q K
â
] j$ í õ î ß & ñ $ í s e ¦ < Æ_ þ v r ç ß ` ¦ ] X ½ + É Ã º e Ü ¼ 9 [4], ¢ ¸ô Ç < ÆÒ q t[ þ t _ Å Ò_ \ ¦ ô Ç \ | 9 × æ r v H X < 6 x s
# à н ¨& h < Æ_ þ v t ¸ü < µ 1 Ï| < Æ_ þ v \ " f f ] X z ´+ « >_ @ / î
ß & h ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð 6 x ÷ & ¦ e [5]. Õ ª Q × æ · ¦1 p x < Æ Ò q
t[ þ t s Ó ü t o > h¥ Æ s s : r 1 p x` ¦ s K H X < ¸¹ ¡ § s | ¨ c Ã
º e H r # 3 z ´+ « >s r # 3 © u _ > hµ 1 Ï x 9 & h 6 x 1 p x \ @ / ô
Ç ½ ¨ H Õ ªX O > ´ ú §t H · ú § É r ¼ # s [6].
ô
Ç \ V Ð, × æ · ¦1 p x < Æ §\ " f ´ ú §s À Ò ¦ e H 6 £ § 8
£ ¤& ñ z ´+ « >\ e # Q" f H q §& h ´ ú § É r X < ¸ © q > hµ 1 Ï÷ &
#
Q M ® o H X < : £ ¤ y & ñ © \ ' aº ) a X < ¸ « Ñ ´ ú § . & ³F
´ ú
§s 6 x ÷ & H X < ¸ © q Ð H ¸z ´ ÐÛ ¼ ïá Ô\ ¦ s 6 x ô Ç © u
, ñ H à Ô_ ' a, l Å Ò/ B N" î © u , SONOMETER 1 p x s e .
t ë ß l > r @ /Â Òì r _ X < ¸ « Ñ H < ÆÒ q t[ þ t _ < É ª p \ ¦ = å J l
0 Aô Ç Ã ºé ß Ü ¼ Ð H & h ½ + ˽ + Ét ¸Ø Ô s : r& h < Æ_ þ v _ ´ ò
-240-
õ
H Õ ª t H ¼ # s m # Q" f z ´| 9 & h õ < Æ$ í 2 [ ¸\ ¦ Z
}{ 9 Ã º e H X < ¸ « Ñ_ % i ½ + É` ¦ ¦ e t 3 l w ô Ç ¼ # s
. Õ ª " é ¶ × æ _ H ¸ è H \ Ðs t · ú § H 6 £ §
\ ¦ ´ òõ & h Ü ¼ Ð r or v t 3 l w l M :ë H Ü ¼ Ð #
. 6 £ § \ ¦ r or v H z ´+ « > © q > r F l H t ë
ß s © q H @ /^ Ð ¦s ¦ À Òl ~ 1 t · ú § " f
< Æ §\ " f 6 x l ~ 1 t · ú § .
s
\ : r ½ ¨\ " f H 6 £ § \ ¦ f ] X è H Ü ¼ Ð ' a ¹ 1 Ï ¦ 8 £ ¤
&
ñ ½ + É Ã º e ¸2 ¤ ¦î ß ) a Ô ¦g 1 P ' a (flame tube) X < ¸ « Ñ ] j
\ @ /ô Ç l í « Ñ\ ¦ ] j/ B N # { 9 < Æ §\ " f r # 3 z ´ +
« >\ æ ¼{ 9 Ã º e ¸2 ¤ H X < Õ ª 3 l q& h s e . Ô ¦g 1 P ' a É r ü
@² D G \ " f s p à º\ O \ " f X < ¸ « Ñ Ð Ö ¸6 x ÷ & ¦ e H X <
¸ © u s t ë ß ² D G ? /\ " f_ Ö ¸6 x ¸ H B Ä º ± ú É r ¼ # s .
s
7 Hë H _ ½ ¨$ í É r 6 £ § õ ° ú . $ II © \ " f H B | 9
\
É r 7 á x _ 5 Å q§ 4 x 9 q \ P q \ @ /ô Ç s : r& h C â \ @ / K
ç ß | Ä Ìy [ O " î % i . III © \ " f H Ô ¦g 1 P ' a X < ¸ « Ñ ½ ¨
¸ x 9 1 l x ~ ½ ÓZ O \ @ /K [ O " î % i . IV © \ " f H Ô ¦g 1 P ' a X
< ¸z ´+ « >_ þ j& h ¸| ` ¦ ¹ 1 Ô ¦ s õ ÐÂ Ò' 6 £ § _ 5 Å q
§
4 x 9 6 x ô Ç l ^ _ q \ P q \ ¦ ½ ¨ % i . = å Q Ü ¼ Ð V © \
"
f H : r ½ ¨_ õ \ ¦ & ñ o % i .
II. Ö ¨ 8 ý T Â ] ØX ì Ä 9 0ß O Ë
×
¦ \ Ò q t| S _ 5 Å q§ 4 ` ¦ & ñ H Ó ü t o | ¾ Ós × ¦ _ ©
§
4 T ü < | 9 | ¾ Ó x 9 ¸ µ, 7 £ ¤, é ß 0 A U ´s { © | 9 | ¾ Ó (µ = m/L) s . s H × ¦ s §ê ø Í÷ &% 3 ` ¦ M : © § 4 _ 7 £ x H × ¦
`
¦ > á ¤ Ð ( R> H 4 ¤" é ¶§ 4 x 9 1 l x _ 5 Å q§ 4 ` ¦ 7 £ x r v
H ì ø Í | 9 | ¾ Ó_ 7 £ x H î r1 l x` ¦ 8 Ö ¼o > # 5 Å q§ 4 ` ¦ y
èr ( ` ¦ _ p ô Ç . 7 £ ¤, Ø Ø ô Ç × ¦ \ " f_ S _ 5 Å q§ 4 É r
6 £ § õ ° ú s j þ t à º e [7].
v = s
T
µ (1)
S ü < ð ø Ít Ð B | 9 ? /\ " f 7 á x _ 5 Å q§ 4 É r B | 9 _
% i < Æ& h $ í | 9 \ _ > r ô Ç . 7 á x _ â Ä º · ú » ¡ ¤ \ " f_ 4 ¤
"
é
¶§ 4 É r B | 9 _ ò ø Í$ í Ò ¦ \ ' a > ÷ & 9 ' a$ í É r B | 9 _ x 9 ¸
\
' a > ) a . × ¦ ¢ ¸ H ^ o = Ðü < ° ú É r 1 " é ¶ B | 9 \ " f & h ] X ô
Ç ò ø Í$ í Ò ¦ É r % ò Ò ¦ Y s 9 ' a ? /Â Ò < Ê É r / B N l Ó ü t 5 Å q õ
° ú
É r 2 " é ¶ < Ê É r 3 " é ¶ B | 9 5 Å q` ¦ ' H 6 £ § _ â Ä º
\
H Â Òx ò ø Í$ í Ò ¦ B\ ¦ 6 x ô Ç . B | 9 \ É r 6 £ § _ 5 Å q
§ 4
É r 6 £ § õ ° ú .
v = s
Y
ρ (1 − Dim. medium) (2)
v = s
B
ρ (2 or 3 − Dim. medium) (3)
#
l " f ρ H B | 9 _ x 9 ¸s . d (3) É r s © l ^ \ ¦ G î r
'
a ? /Â Ò\ " f 6 £ § _ 5 Å q§ 4 ` ¦ ½ ¨ H X < s 6 x ÷ & ¦ B H l
^
· ú » ¡ ¤ ÷ & H õ & ñ \ _ > r > ÷ & 9 B = −V dp/dV Ð
&
ñ _ ) a . " f s © l ^ \ @ / # · ú § 4 (p)s  Òx (V ) ü < 8Ô ¦ # Q # Qb G> H t · ú 9 כ ¹ e . ô Ç \ V Ð, 1
p
x : r õ & ñ \ " f · ú » ¡ ¤ s s À Ò# Q s © l ^ _ Z O g Ë :
\
pV _ Y L s { 9 & ñ Ù ¼ Ð dp/dV = −p/V ÷ &# Q B = B
iso= p ÷ & 9 B
iso\ ¦ 1 p x : r  Òx ò ø Í$ í Ò ¦ s ô Ç
. t ë ß 6 £ § l ^ _ É r  Òx \ ¦ t ± ú M : B Ä º ° ú
Û ¼X O > · ú » ¡ ¤ ÷ &# Q \ P ² ú s { 9 # Q± ú r ç ß s \ O 6 £ §
H é ß \ P & h Ü ¼ Ð · ú » ¡ ¤ ) a . s © l ^ _ é ß \ P õ & ñ \ " f pV
γ(γ = C
p/C
V H q \ P q ) { 9 & ñ H z ´ ÐÂ Ò'
B = B
ad= γp (4)
`
¦ % 3 ` ¦ Ã º e Ü ¼ 9 B
ad\ ¦ é ß \ P Â Òx ò ø Í$ í Ò ¦ s ô Ç . d (3) õ (4) ÐÂ Ò' 6 £ § õ ° ú É r s © l ^ \ " f_ 6 £ § _ 5 Å q
§ 4
` ¦ % 3 ` ¦ Ã º e .
v = r γp
ρ (5)
s
© l ^ x 9 ¸ ρ\ @ /ô Ç d ρ = pM/RT ` ¦ s 6 x # d (5)\ ¦ r æ ¼ 6 £ § õ ° ú .
v = r γRT
M (6)
#
l " f R É r l ^ © Ã º, M É r ] t | 9 | ¾ Ó, T H ] X @ / : r ¸s .
#
Q " l ^ \ @ /K " f ¸ γ, R Õ ªo ¦ M É r { 9 & ñ ô Ç ° ú כs ¦,
1 l x _ 5 Å q§ 4 É r ] X @ / : r ¸_ ] jY L H \ q Y Vô Ç .
III. ÷ s Ú¢ å ¾ Ë 6 K{ ¢ z » º õ m Í X c l Ò ÞU ê s0 n É
Ô
¦g 1 P ' a É r èo \ ¦ è H Ü ¼ Ð ^ ¦ Ã º e ¸2 ¤ { 9 & ñ > ½ ¨" í s
è ß ' a` ¦ Ð ü v ) ' a î ß \ Û ¼\ ¦ Å Ò{ 9 ¦ Ô ¦` ¦ · ¡ Ê ê
'
a î ß \ { 9 & ñ ô Ç 1 l x à º_ 6 £ §` ¦ V , Ü ¼ Û ¼ & ñ © \ ¦ ë
ß [ þ t " f x 9 ô Ç Â Òì r õ èô Ç Â Òì r s Ò q t Ô ¦g 1 P _ Z } s
² ú
4 R" f Fig. 1õ ° ú s 6 £ § \ ¦ ' a ¹ 1 Ï H © u s .
Fig. 2 H Ô ¦g 1 P ' a _ l : r ½ ¨ ¸ ¸\ ¦ · p כ s .
Table 1. Optimized frequency range according to the length of flame tube (a) 1 m, (b) 1m 50 cm, and (c) 2m, respectively.
(a)
Distinguished frequency
range for standing wave 800 ∼ 1,200 880 - 27 cm 904 - 26 cm frequency-wavelength
984 - 25 cm 1138 - 21 cm
(b)
Distinguished frequency
range for standing wave 600 ∼ 1,100 692 - 37 cm 812 - 31 cm frequency-wavelength
827 - 30 cm 940 - 26 cm
(c)
Distinguished frequency
range for standing wave 700 ∼ 2,000 727 - 35 cm 955 - 26 cm frequency-wavelength
1079 - 22 cm 1186 - 20 cm
Fig. 1. Flame tube.
Fig. 2. The structure of flame tube.
Fig. 2 \ " f Ð1 p w Ô ¦g 1 P ' a É r Å Ò Ã º µ 1 Ï l , 7 £ x; ¤ l , Û ¼ x
& , ½ ¨o ' a, Å Ò{ 9 Û ¼ 1 p x _ [ jÂ Ò © u Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e .
½
¨o ' a É r Û ¼ [ þ t # Q" f + þ A` ¦ + þ A$ í > H ' a Ü ¼
Ð ½ ¨" í _ ß ¼l H 1 ∼ 2 mm, ½ ¨" í _ ç ß É r 0.8 ∼ 1 cm,
½
¨o ' a _ U ´s H 1.5 ∼ 2 m & h { © . r × æ \ ½ ¨ o
' a ³ ð \ " f \ P s ´ ú §s µ 1 ÏÒ q t Ù ¼ Ð Å Ò_ ½ + É 9 כ ¹ e
. ½ ¨o ' a \ Å Ò{ 9 H Û ¼ Ð Ê ë@ /6 x  Òò ø ÍÛ ¼(C
4H
10) ô
Ç > hë ß 6 x K ¸ ' a ¹ 1 Ï H X < H # Q 9¹ ¡ § s \ O . Å Ò Ã º µ 1
Ï l \ " f Ø ¦§ 4 ÷ &# Q ¸ H 6 £ § H ; ¤ _ ß ¼l
É
r ¼ # s # Q" f Ô ¦g 1 P ' a X < ¸ « Ñ\ 6 x l H Â Ò& h ] X
. Õ ªA " f ü @Â Ò { 9 § 4 ` ¦ t " é ¶ ¦ Ø ¦§ 4 ß ¼l 10 Ws
© ÷ & H 7 £ x; ¤ l \ ¦ 6 x K ô Ç . Å Ò Ã º µ 1 Ï l \ " f
¸ H 6 £ § \ ¦ Û ¼x & \ ¦ s 6 x Ø ¦§ 4 s ÷ & H X < { 9 ì ø Í& h Ü
¼ Ð 6 x H Û ¼x & H Ô ¦g 1 P` ¦ ' a ¹ 1 Ï H ½ ¨o ' a \ q K
-Á º ß ¼Ù ¼ Ð Û ¼x & ü < ½ ¨o ' a` ¦ l / 'î r Ä »_ ± Û
¼x & 6 x` ¦ Ý ¶ © ô Ç . [ jÂ Ò © u _ 1 l x ~ ½ ÓZ O x 9 Ä » _
½ Ó É r 6 £ § õ ° ú .
` ½ ¨o ' a Û ¼ Å Ò{ 9 x 9 & h o
½
¨o ' a \ Â Òò ø ÍÛ ¼\ ¦ [ O u ¦ Û ¼ Å Ò{ 9 Â Ò © u
\
¦ > h~ ½ Ó # ½ ¨o ' a Ü ¼ Ð Û ¼\ ¦ Å Ò{ 9 ô Ç . Õ ªo ¦ Û ¼
&
h ol Ð Ô ¦` ¦ · ¡ s ¦ Û ¼ Ô ¦g 1 P _ Z } s \ ¦ ± ú > ¸] X
" f [ jl { 9 & ñ ô Ç Ô ¦g 1 P` ¦ ë ß H . s M :, # QÖ ¼ ô ÇA á ¤ _ Ô
¦g 1 P s Z } Ü ¼ Û ¼ ' a _ Z } s ¸] X @ /\ ¦ s 6 x # Û ¼
¦Ø Ô> ( t ¸2 ¤ Ô ¦g 1 P _ Z } s \ ¦ ¸] X ô Ç .  Òò ø ÍÛ ¼
H / B N l Ð Á º î r l ^ s Ù ¼ Ð Û ¼x & Â Ò0 A A á ¤ s
Û ¼ Å Ò{ 9 ½ ¨ A á ¤ Ð Z } s ¸F K ± ú ¸2 ¤ ¸] X # ô Ç
.
a Å Ò Ã º µ 1 Ï l 1 l x Å
Ò Ã º µ 1 Ï l \ ¦ 2 kHz \ Z ~ ¦ 6 £ §` ¦ Ø ¦§ 4 r . s M
: Å Ò Ã º µ 1 Ï l _ Ø ¦§ 4 é ß H ± p ¸ É rA á ¤ \ 0 Au ô Ç é ß
\ ¦ Ó rá Ô_ ü @Â Ò { 9 § 4 \ ) a © I \ " f Ø
¦§ 4 r .
b Ó rá Ô 1 l x Ó
rá Ô H ü @Â Ò 6 £ §" é ¶` ¦ Ø ¦§ 4 H © I Ð ¿ º ¦ Û ¼x & \
# Ø ¦§ 4 r . èo ß ¼ Ô ¦g 1 P _ Z } s ` ¦
Ù ¼ Ð Ø ¦§ 4 ` ¦ % 6 £ § \ H ± ú É r © I \ " f ' a ¹ 1 Ï " f ` ¦ o
H כ s a % ~ .
c Å Ò Ã º µ 1 Ï l ¸] X Å
Ò Ã º µ 1 Ï l \ ¦ s 6 x # ; K Ø ÔÞ Ô (Hz)s © \ " f ¸ F Km ` ¦ o " f ' a ¹ 1 Ï & ñ © + þ AI \ ¦ ' a ¹ 1 Ï l a % ~ É r
¸_ þ v` ¦ ¹ 1 Ô> ) a . & ñ © ¸ ú ¸ H # 3 0 A\ ¦ ¹ 1 Ô> ÷ &
É r 1 l x à º % ò % i \ " f H & ñ © \ ¦ ' a ¹ 1 Ï l # Q 9Ä ºÙ ¼ Ð Õ
ª # 3 0 A\ ¦ ¸ ú · ú ¿ º r r ½ + É M : ¸¹ ¡ § s ) a .
IV. ÷ s Ú¢ å ¾ Ë 6 K{ ¢÷ m Ç] M ö + s ÇÊ Ý
( ) Ô ¦g 1 P ' a X < ¸ « Ñ þ j& h o Ô
¦g 1 P ' a X < ¸ « Ñ\ ¦ ] j # Q + þ AI Ð ë ß [ þ t # Qt
>
º s ¦ ³ ðï r Ü ¼ Ð Å Ò# Q כ s e ¦ 8 ¸ ¸
Table 2. The values of frequency, wavelength, and abso- lute temperature obtained from 1.5m flame tube.
Frequency Wavelength Temperature Number
() (m) (K)
1 1572 0.16 297.2
2 1518 0.185 298
3 1461 0.16 299.5
4 1630 0.153 300.9
5 1787 0.137 303.9
6 2094 0.12 305.6
7 1910 0.13 307.8
8 1732 0.136 309.6
9 1669 0.15 310.6
10 1612 0.163 312
Fig. 3. Relation of a frequency and a wavelength.
|
\ ² ú t > º s . Õ ªA " f ' a _ U ´s \
&
ñ © ¸ ú H 1 l x à º % ò % i õ © ` ¦ ¹ 1 Ô & ñ o ô
Ç õ H A Table 1õ ° ú .
Table 1 _ õ \ " f Ð1 p w Ä ºo ' a ¹ 1 Ïô Ç õ H ± ú É r
1 l x à º % ò % i \ & ñ © ¸ ú H ñ H à Ô_ ' a õ H Ø
Ô> Û ¼ ' a U ´s \ © ' a\ O s Z } É r 1 l x à º\ K { © H
% ò
% i \ " f & ñ © ¸ ú ' a ¹ 1 Ï÷ & 9 U ´s U ´Ã º2 ¤ 1 l x à º
% ò
% i ; ¤ s V , # Q H כ ` ¦ _ p ô Ç . \ V Ð, Û ¼ ' a s 1 m { 9 M : H 400 , 1m 50 cm { 9 M : H 500 , 2 m { 9 M :
H 1,300 & ñ ¸_ ; ¤` ¦ & .
Table 2 \ " f Ð1 p w Ä ºo _ z ´+ « > õ H Fig. 3 \ è ß
כ % ! 3 1 l x à ºü < © s " f Ð ì ø Íq Y V ' a > e H
z ´` ¦ 7 £ x" î ô Ç כ s .
Fig. 4 ü < 5 H Table 2 _ ° ú כ[ þ t РÒ' Origin á Ô ÐÕ ªÏ þ
`
¦ s 6 x # % 3 É r  Òò ø ÍÛ ¼ ? /\ " f 6 £ § _ 5 Å q§ 4 õ  Òò ø Í
Û ¼_ q \ P q \ ¦ y y l Ö ¦ l Ð · p כ s .
1 l x à º\ É r © _ % i à º Õ ªA á Ô Fig .4 РÒ' % 3
É
r l Ö ¦ l H 6 £ § _ 5 Å q§ 4 ` ¦ ? / 9 Õ ª ° ú כ É r @ /| Ä Ì 249.4 m/s s . ¢ ¸ô Ç Table 2_ ° ú כ[ þ t` ¦ RT \ É r M v
2Õ ªA á
Ô Fig. 5 Ð · p Ê ê % 3 É r l Ö ¦ l , 7 £ ¤, Â Òò ø ÍÛ ¼_ q
\ P
q γ H @ /| Ä Ì 1.45 s . s ° ú כ` ¦ d (6)\ @ /{ 9 # 6
£
§ õ ° ú É r  Òò ø ÍÛ ¼_ ] t | 9 | ¾ Ó M ' 52.7 g/mol õ x 9
Fig. 4. Velocity of a sound wave.
Fig. 5. Specific heat ratio of butane gas.
¸ ρ = molarmass/22.4 L = 2.35 g/L\ ¦ % 3 % 3 . ô Ǽ # , Â
Òò ø ÍÛ ¼_ q \ P q , ] t | 9 | ¾ Óõ x 9 ¸_ X <s ' ° ú כ É r y y γ = 1.092, M ' 58.14 g/mol õ ρ = 2.48 g/L Ð · ú 94 R e
[8]. " f l > r X <s ' ° ú כõ q §½ + É M :, Ô ¦g 1 P ' a z
´+ « >` ¦ : x ô Ç Â Òò ø ÍÛ ¼_ Ó ü t o x 9 o < Æ& h $ í | 9 õ Â Òò ø Í
Û
¼ ? /\ " f_ 6 £ §5 Å q 8 £ ¤& ñ ° ú כ_ õ H ø @$ í e H õ Ð
#
. Ã Ð ¦ Ð, Table 3 É r # Q l ^ _ x 9 ¸\ É r 6
£
§ _ 5 Å q§ 4 ` ¦ · p כ s [8]. Table 3\ " f Ð1 p w l
^
_ x 9 ¸ 9 þ t à º2 ¤ 6 £ §5 Å q É r / B N l × æ \ " f ° ú כ Ð f
`
¦ · ú Ã º e . Ä ºo 6 x ô Ç Â Òò ø ÍÛ ¼ ? /\ " f 6 £ §5 Å q É r Table 3 _ CO
2< Ê É r N
2O \ " f_ 6 £ §5 Å q õ q 5 p w ô Ç ° ú כ` ¦ f
` ¦ · ú Ã º e .
V. + s Ç Â ] Ø õ m Í < g ¹ Å
: r 7 Hë H É r × æ · ¦1 p x < Æ § < ÆÒ q t[ þ t \ > õ < Æ > h¥ Æ ` ¦ < Æ _
þ
v r v H X < B Ä º ´ òõ & h r # 3 z ´+ « >[ þ t × æ ² D G ? /\ " f Ö ¸ 6
x ¸ B Ä º ± ú É r 6 £ § 8 £ ¤& ñ z ´+ « > Ô ¦g 1 P ' a X < ¸ « Ñ
Table 3. Velocities of sound waves in various gases.
Gases
Density Velocity δv/δt
Substance Formula
(g/l) (m/s) (m/sec
◦C)
Gases
Air, dry 1.293 331.45 0.59
Ammonia NH
30.771 415
Argon Ar 1.783 319 (at 20
◦C) 0.56
Carbon monoxide CO 1.25 338 0.6
Carbon dioxide CO
21.977 259 0.4
Chlorine CL
23.214 206
Deuterium D
2890 1.6
Ethane (10
◦C) C
2H
61.356 308
Ethylene C
2H
41.260 317
Helium He 0.178 965 0.8
Hydrogen H
20.0899 1284 2.2
Hydrogen chloride HCl 1.639 296
Methane CH
40.7168 430
Neon Ne 0.900 435 0.8
Nitric oxide (10
◦C) NO 1.34 324
Netrogen N
21.251 334 0.6
Nitrous oxide N
2O 1.977 263 0.5
Oxygen O
21.429 316 0.56
Sulfur dicxide SO
22.927 213 0.47
]
j x 9 1 l x ~ ½ ÓZ O \ @ /K è> h ¦ Ô ¦g 1 P ' a X < ¸z ´+ « >_ þ
j& h ¸| ` ¦ ¹ 1 Ô º ¡ § Ü ¼ Ð+ { 9 § [ þ t s < Æ § Ã º\ O \
Ö
¸6 x ½ + É Ã º e ¸2 ¤ l í « Ñ\ ¦ ] j/ B N H X < í& h ` ¦ ´ ú Æ Ò
% 3 .
l
> r _ X < ¸ « Ñü < q § # Ô ¦g 1 P ' a X < ¸ « Ñ t
H : £ ¤f ç É r ß ¼> 3t s . ' Í P :, & ñ © \ ¦ + þ A$ í l
~ 1 ¦ 6 £ § \ ' aº ) a & ñ Ð\ ¦ % 3 l ~ 1 . ¿ º P :,
© _ U ´s ü < 1 l x à º\ ¦ or v " f 1 l x à ºü < © ° ú כ 8
£ ¤& ñ s 0 p x Ù ¼ Ð 6 £ § _ 5 Å q§ 4 ` ¦ Ð ½ ¨½ + É Ã º e . ¢ ¸ ô
Ç 6 £ § _ 5 Å q§ 4 s { 9 & ñ ½ + É M : © õ 1 l x à º_ & ñ $ í & h
'
a > \ ¦ ~ 1 > s K ½ + É Ã º e . [ j P :, 6 £ § H 7 á x t ë ß
Ð# t H Ô ¦g 1 P _ ¸ ª É r S _ ¸_ þ v` ¦ · p .
"
f 6 £ § H 7 á x H z ´` ¦ ¸ n q t r & ' a ¹ 1 Ï > 7 á x
_ S & h ì r$ 3 ` ¦ > ÷ &# Q < Æ_ þ v _ ´ òõ ¸ & | 9 כ Ü
¼ Ð Ð .
Ô
¦g 1 P ' a X < ¸ « Ñ_ © H © & h èo \ ¦ è H Ü ¼ Ð S X
K ^ ¦ Ã º e H Â Òì r ë ß Ö ¸6 x l Ð H ' aº s : r` ¦
· ú
Ð ¦ & h 6 x r & " f à º\ O \ Ö ¸6 x` ¦ ½ + É Ã º e < ÆÒ q t [
þ
t \ > a % ~ É r < Æ_ þ v ´ òõ ÷ r ë ß m õ < Æ\ @ /ô Ç < É ª p \ ¦ Z
}{ 9 à º e ¦ : r . ¢ ¸ô Ç : r z ´+ « >\ " f % 3 É r  Òò ø ÍÛ ¼ _
Ó ü t o x 9 o < Æ& h : £ ¤$ í É r l > r X <s ' ü < q § # q §
&
h ø @$ í e H õ \ ¦ Ð# Å Ò% 3 .
= å
Q Ü ¼ Ð, & ³F t _ Ô ¦g 1 P ' a X < ¸ « Ñ\ ¦ : x ô Ç 6 £ §5 Å q8 £ ¤
&
ñ _ s : r x 9 z ´+ « >\ @ /ô Ç & ñ x 9 ô Ç q § 7 £ x s ~ 1 t · ú §
H ô Ç> \ ¸ Ô ¦ ½ ¨ ¦ Û ¼ è\ ¦ : x ô Ç Ô ¦g 1 P _ Z } s
\
¦ s 6 x # & ñ © \ ¦ ' a ¹ 1 Ï H © u Ô ¦g 1 P ' a É r < ÆÒ q t [
þ
t \ > õ < Æ\ @ /ô Ç < É ª p x 9 s K ¸\ ¦ Z }{ 9 Ã º e H Ä » e
ô Ç X < ¸z ´+ « > © u ¦ b H .
Y
c p w à U Ø ô
[1] H.-J. Kim, Ms. Thesis, Jeonbuk National University, 2004.
[2] J.-S. Kwon, B.-K. Kim, J.-O. Woo, W.-O. Jung, J.- W. Jung and B.-S. Choi, Theories of Teaching Sci- ence (Kyoyuk Gwahak Sa, Seoul, 2001), p. 1.
[3] K-H. Ryu, Ms. Thesis, Kyonggi University, 2000.
[4] S.-J. Park and H.-Y. Jo, Theaching-Learning Theory and Science Education (Kyoyuk Gwahak Sa, Seoul, 1999), p. 1.
[5] T. O’Brien, Journal of Chemical Education 68, 933
(1991).
[6] J.-W. Park and B.-H. Jung, Physics Education 11, 177 (1993).
[7] D. Halliday, R. Resnick and J. Walker, Fundamen- tals of Physics (John Wiley & Sons. Inc., New York, 2001), p. 399.
[8] LP Gas Association: Propane and Butane in the UK (http://www.lpga.co.uk/LPGA.htm); David R.
Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 1990.
Manufacture and Study Regarding Application of Flame Tubes
Jin-il Kim
Gyeongsangbuk-do Institute of Science Education, Pohang 791-170
Ho-Meoyng Choi
∗Department of Physics Education, Kyungpook National University, Daegu 702-701 (Received 16 October 2007)
We investigate the manufacture and application of flame tubes for a demonstration regarding a sound experiment. The flame tube experiment has the advantages of making a standing wave, measuring the speed of sound, and analyzing the longitudinal wave as a transverse wave. We find the optimum conditions of the flame tube experimentally by using those advantages and try to pursue a variety of applications in physics teaching in the classroom or at other scientific events.
PACS numbers: 01.40.Ej, 01.40.Fk, 01.50.My
Keywords: Flame tube, Ideal gas, Sound wave, Standing wave
∗
