A környezetünkben levő hangok sok különböző frekvenciájú hangnak, ún. felharmonikusoknak az összeadódásából állnak. Mivel a légoszlopok, üregek a sajátfrekvenciájukkal megegyező frekvenciájú hangra rezonálnak, így a sok frekvenciából „összekevert” hangból felerősítik (kiemelik) a sajátfrekvenciájú hangot. Ezen a jelenségen alapul az üreges rezonátorok működése.
A szertárban négy darab olyan sárgarézből készült henger alakú rezonátor található, amely három évvel a hangvilla készlet beszerzése után került az iskolánkba. Működésük leginkább híres Helmholtz-féle rezonátorokhoz hasonlítható. Ezek az egyszerű üreges rezonátorok egy zárt levegőmennyiségből állnak, amely egy szűk nyílású teremhez kapcsolódik. Az üreges rezonátor nyílásához érkező hanghullám, rezgésbe hozza a nyílásban lévő levegőt, s ez a kis levegőmennyiség rezeg a rezonátor belsejében található nagyobb levegőmennyiség tetején. Ha a beeső hanghullám frekvenciája megegyezik a rezgő rendszer sajátfrekvenciájával, akkor bekövetkező rezonancia a hang felerősödését eredményezi.
Ezek alapján, ha a sárgarézből készült henger alakú rezonátort a kisebbik nyílásával a fülünkhöz közelítjük, akkor a külvilág „kevert” hangjából a rezonátor sajátfrekvenciájával megegyezőt halljuk legerősebben. A rezonátor működése azonban a hallgatóság számára is könnyen bemutatható, ha a rezonátort a szűkebb nyílásával lefelé az asztalra állítjuk, s a vastagabb nyílása fölé az adott henger sajátfrekvenciájával megegyező frekvenciájú hangvillát helyezünk. Ebben az esetben a rezonátor – a hangvilla rezonátor dobozához hasonlóan- felerősíti a hangvilla hangját, míg eltérő frekvenciájú hangvilla esetében nem tapasztalunk erősítést.
A szertár rezonancia hengereire ráírták a hengerek sajátfrekvenciáit (a korabeli szokás szerint az egy másodperc alatti félrezgések számát, azaz a frekvencia kétszeresét), így könnyítve a kísérletező munkáját. Ezek szerint rendre 512 Hz (C hang), 384 Hz (G hang), 320 Hz (E hang) és 256 Hz (C oktáv hang) frekvenciájú hangvillák tudják berezonáltatni a készlet hengereit. |