昆特管

昆特管是一種聲學實驗裝置，在1866年由德國物理學家奧古斯特‧昆特^[1][2]發明，用於測量氣體或固體杆中的聲速。 現在一般用它來展示駐波和聲壓。

昆特1866年在物理年鑑發表的論文。表示昆特的管裝置（上圖6、7）和使用的粉（圖1、2、3、4）。

工作原理

昆特管是一個含有少量細微粉末的透明水平管，這些粉末可以是軟木灰、滑石粉或石松粉，現在也常用液體（如水或煤油）來實現。^[3]在管的一端是一個單一頻率的聲源（一個純音），昆特當時使用的是一個金屬棒共鳴器，通過摩擦它引起震動發出聲響，但是現在通常使用一個產生正弦波的信號發生器，並連接一個揚聲器。管的另一端被一個活塞鎖定，它可用於調整管的長度。

首先打開發聲器並調節活塞，使管中的聲音突然變得更響。此時昆特管正在共振，即從管一端出發的入射波，和被另一端反射得到的反射波，之間相差了波長的整數倍。此時，管的長度等於整數個半波長，兩列聲波疊加為駐波，振幅為零的點以一定的空間間隔沿管排列，稱為波節（英語：Node (physics)），此處空氣較平靜，粉末漂浮在流動空氣中或沉降下來。 而振幅最大的點處於兩波節之間，稱為波腹，此處粉末會大幅振動。相鄰波節（或波腹）之間的距離是半個波長。通過測量這個距離，可以求得聲波波長λ。如果已知頻率f，可以求得空氣中的聲速u：

${\displaystyle u=\lambda f\,}$

更精確的說，粉末的運動實際上是受聲流（英語：Acoustic streaming）影響，而這些聲流是由聲波與管內表面空氣的邊界層相互作用引起。^[4]

參見

• 克拉德尼板，另一個駐波可視化技術。
• 魯本斯管（英語：Rubens' tube），展示了駐波和聲壓。