Een eenvoudige papieren bekertelefoon werkt door geluidstrillingen over te brengen langs een strak getrokken snaar. De onderkant van elke beker dient als een combinatie van "microfoon" en "luidspreker", die geluidstrillingen op de ene opvangt en het geluid op de andere reproduceert. De telefoon is gemakkelijk te maken van goedkope materialen die je overal in huis kunt vinden of in een supermarkt of bouwmarkt kunt kopen, en leert basisideeën over de wetenschap van geluid en trillingen.
Een telefoon met papieren beker maken
•••Michele Rider/Demand Media
Een telefoon met papieren beker vereist twee kopjes, een stuk niet-elastisch touw, draad of vislijn, twee paperclips en een potlood of naainaald. Om een papieren bekertelefoon te maken, prikt u een gat in de bodem van elk van de kopjes met het potlood of de naainaald en haalt u elk uiteinde van het touwtje door elk gaatje. Bind elk uiteinde van het touwtje aan een paperclip om te voorkomen dat het touwtje losraakt van de cups. Trek het touwtje strak en laat een persoon in een van de kopjes spreken terwijl u door de andere luistert. De cups kunnen worden gebruikt om te communiceren over afstanden tot 30 meter.
Geluidsoverdracht
•••Michele Rider/Demand Media
De papieren bekertelefoon is een populair wetenschappelijk experiment vanwege de goede illustratie van de mechanica van geluidsoverdracht. Geluid vereist dat een bron trilt met een hoorbare frequentie (meestal tussen 20 Hz en 20 kHz). Deze trillingen gaan als longitudinale golven door elk vast, vloeibaar of gasvormig medium. Hoewel geluidsgolven door de lucht kunnen reizen, brengen vaste en vloeibare media geluid effectiever over vanwege hun grotere dichtheid.
Spreken in de beker brengt het geluid van de stem van de spreker naar de bodem van de beker. De onderkant van de beker fungeert als een diafragma en trilt met het geluid van de stem van de spreker. Terwijl de bodem van de beker trilt, brengt deze de trillingen over in de strakke snaar. Het geluid reist langs de snaar als een longitudinale golf en trilt uiteindelijk de bodem van de ontvangende beker. De beker zendt het geluid in de lucht rond het oor van de luisteraar, waardoor ze de spreker kan horen. Omdat het geluid door vaste media reist - de beker en de snaar - reist het effectiever dan door lucht, waardoor de gebruikers over grote afstanden kunnen communiceren met volumes die onhoorbaar zouden zijn als ze door zouden worden gesproken lucht.
Effectieve bekertelefoons
•••Michele Rider/Demand Media
U moet het touwtje strak trekken om de telefoon te laten werken. Longitudinale golven reizen door een medium door een proces van compressie en verdunning, wat in dit geval de spanning van de snaar verandert. Als de snaar los zit, zullen de veranderingen in de spanning de beker van de luisteraar niet doen trillen. Evenzo zal een elastische snaar niet goed werken, omdat de golf de snaar gewoon zal uitrekken zonder de beker van de luisteraar te trillen.
Laat de snaar niet in contact komen met andere objecten, omdat dit het signaal aan de ontvangende kant zal verzwakken.