Miksi pilli viheltää, mutta mehupilli ei?

 

Pilli muodostuu suuosasta, ilmareiästä ja kaikukopasta kuvan mukaisesti.

Puhallettaessa pilliin, ilma kulkee sen keskellä huomattavasti nopeammin kuin reunoilla, jolloin ilmavirta on epästabiili. Eli pilliin synty pyörteitä helpolla. Pyörteet taas saavat ilmavirran vaihtelemaan jaksollisesti, jolloin syntyy ääniaalto. Pyörteiden syntyminen on luonnoltaan kaaottinen prosessi, joten äänitaajuuksia tulee paljon.

Pyörteet syntyvät ilmareiässä oheisen videon (simulaation) mukaisesti: www2.ibp.fraunhofer.de/akustik/ma/pipesound/animEdgeTone.mpeg Siinä näkyy, kuinka ilmavirta tulee ilmareiän “piikkiin”, ja “haarautuu” kaaottisesti.

 

Kaikukopalla on ominaistaajuus, joka vahvistaa tiettyä pyörteiden taajuutta, jolloin saadaan kiva pillin ääni. Siis kuvut päihin jne. muut tunnilta tutut asiat:

 

Pilli voidaan myös kiertää mutkalle (kuva tulossa), mutta se ei muuta perusfysiikkaa. Ominaistaajuuksien muotoa kylläkin, ja matemaattista käsittelyä — jos se halutaan tehdä tarkemmin. Lisäksi kaikukoppaan voidaan laittaa kuulia muokkaamaan resonanssikoppaa, jotta saadaan enemmän resonanssitaajuuksia.

 

Miten huilun ilmareiät toimivat?

 

Aboriginaalien didgeridoo (kuva tulossa!) on kuin iso mehupilli. Silti siitä tulee ääntä. Ääni muodostetaan suussa, jota kaikukoppa vahvistaa.