दोनों सिरे पर खुले पाइप

Pipe open at both ends

जब एक पाइप दोनों सिरों पर खुला होता है, तो यह ध्वनि तरंगों जैसी तरंगों के प्रसार के लिए एक अनोखी स्थिति पैदा करता है। इस प्रकार के विन्यास को खुले-बंद पाइप या खुले सिरे वाले पाइप के रूप में जाना जाता है।

खुले-बंद पाइप में, ध्वनि तरंगें दो दिशाओं में यात्रा कर सकती हैं: एक बंद सिरे की ओर और दूसरी खुले सिरे की ओर। आइए ऐसे पाइप में ध्वनि तरंगों के व्यवहार पर विचार करें।

जब पाइप के खुले सिरे पर ध्वनि तरंग उत्पन्न होती है, तो यह बंद सिरे की ओर जाती है। बंद सिरे पर पहुँचने पर तरंग वापस परावर्तित हो जाती है। चूँकि बंद सिरा हवा के कणों को चलने की अनुमति नहीं देता है, परावर्तित तरंग उलटी या फ़्लिप हो जाती है।

परावर्तित तरंग फिर खुले सिरे की ओर वापस चली जाती है। खुले सिरे पर, कोई रुकावट नहीं है, इसलिए लहर स्वतंत्र रूप से आसपास की हवा में जा सकती है। हालाँकि, जब तरंग खुले सिरे पर पहुँचती है, तो पाइप में हवा और बाहरी हवा के बीच ध्वनिक प्रतिबाधा में अंतर के कारण यह आंशिक प्रतिबिंब से गुजरती है। यह आंशिक प्रतिबिंब 180 डिग्री के चरण परिवर्तन या अर्ध-तरंग दैर्ध्य बदलाव का कारण बनता है।

इन परावर्तनों के परिणामस्वरूप, ध्वनि तरंग पाइप के अंदर एक स्थायी तरंग पैटर्न बनाती है। खड़ी लहर एक ऐसी लहर है जो स्थिर प्रतीत होती है और आगे नहीं बढ़ती है। एक खुले-बंद पाइप में, खड़े तरंग पैटर्न में बंद सिरे पर एक नोड होता है (जहां हवा के कण नहीं चलते हैं) और खुले सिरे पर एक एंटीनोड होता है (जहां हवा के कण अधिकतम आयाम के साथ दोलन करते हैं)।

किसी खुले-बंद पाइप की मौलिक आवृत्ति या पहला हार्मोनिक वह आवृत्ति है जिस पर पाइप सबसे अधिक तीव्रता से प्रतिध्वनित होता है। इस मामले में, पाइप की लंबाई मौलिक आवृत्ति की तरंग दैर्ध्य के एक-चौथाई के बराबर है। उच्चतर हार्मोनिक्स, ऐसी आवृत्तियों के साथ जो मौलिक आवृत्ति के पूर्णांक गुणज हैं, एक खुले-बंद पाइप में भी देखी जा सकती हैं।

यह विन्यास अक्सर बांसुरी या ऑर्गन पाइप जैसे संगीत वाद्ययंत्रों में पाया जाता है, जहां खुले-बंद पाइप की ज्यामिति विशिष्ट हार्मोनिक श्रृंखला और विशिष्ट ध्वनि गुणों के उत्पादन की अनुमति देती है।