Frequentieanalyse

De waargenomen bellen hadden een straal R_0 van respectievelijk 0,8 ± 0,1 mm en 0,9 ± 0,1 mm. De te verwachten frequenties zijn hierbij respectievelijk 4,1 ± 0,4 kHz  en 3,6 ± 0,4 kHz, op grond van Minnaerts formule.

De samplingfrequentie was te laag om ook eventueel hogere frequenties te vinden die we willen hebben. Dit kwam omdat de oscilloscoop niet voldoende datapunten kon exporteren naar een computer of opslagmedium. Toch zijn er voor de lagere frequenties wel duidelijke pieken te zien.

Links is het geluidssignaal te zien zoals deze is gemeten. Rechts is het frequentiespectrum te zien van hetzelfde signaal. Er zijn hier duidelijk twee pieken te zien bij respectievelijk ongeveer 20 Hz en 830 ± 10 Hz

Links is het geluidssignaal te zien zoals deze is gemeten. Rechts is het frequentiespectrum te zien van hetzelfde signaal. Er zijn hier duidelijk twee pieken te zien bij respectievelijk ongeveer 20 Hz en 830 ± 10 Hz

De eerste piek in het frequentiespectrum wordt waarschijnlijk veroorzaakt door laagfrequent achtergrondgeluid en heeft niets te maken met het vallen van de druppels in het water. Een andere mogelijke verklaring is het feit dat er ruis wordt veroorzaakt door het algoritme voor de fouriertransformatie zelf. De tweede piek heeft echter wel te maken met het vallen van de druppel. De trillingen in het frequentiespectrum komen door resonanties, boventonen, en dienen dus genegeerd te worden.

 Een frequentie van 830 ± 10 Hz komt volgens de theorie overeen met een bel met een straal R_0 van 3,9 ± 0,05 mm, ofwel een bubbel van 7,8 ± 0,1 mm in diameter. Dit is ongeveer gelijk aan de afmeting van de holte, ‘cavity’, die ontstaat zodra een druppel het wateroppervlakte raakt. Een cavity kan echter nooit de oorzaak zijn van dit geluid. De grootste bel die gevonden is bij deze meting heeft een grootte van 0,9 ± 0,1 mm, wat overeen zou moeten komen met een frequentie van ongeveer 3,6 ± 0,4 kHz.

Meer over…