Stående bølger

Stående bølger Når bølger går gennem hinanden vil de enten forstærke eller svække hinanden. Denne egenskab kaldes interferens. En speciel for interferens kaldes stående bølger. De opstår, når to periodiske bølger med samme frekvens og amplitude bevæger sig mod hinanden.

Ved en bestemt frekvens begynder elastikken pludselig at svinge voldsomt op og ned: Elastikken danner skiftevis en bølgetopog en bølgedal.

Knudepunkter Nogle dele af elastikken bevæger sig hele tiden op og ned, men et sted er helt i ro. Dette punkt kaldes et knudepunkt. I en stående bølge, svarer knuder til destruktiv interferens, og buge til konstruktiv interferens. Hvor mange gange større skal frekvens være for at der kommer 1 knudepunkt mere / eller er der nu kommer 2 halve bølger Hvor mange gange større skal frekvensen væren for at der kommer netop 3 halve bølger? 4 halve bølger?

Denne type bølger kaldes for ståendebølger, fordi de ikke har nogen fremadskridende bevægelse. ”De bliver stående”. De opstår, når de periodiske bølger fra vibratoren interfererer med de periodiske bølger, som bliver reflekteret fra stangen.

En stående bølge har ikke en fremadskridende bevægelse –det har derimod de to modsat rettede bølger, som interfererer, og derved danner den stående bølge, som er en ”resulterende” bølge, hvis amplitude er meget større end den vibratoren sender ud (tænkt tilbage på Tacoma-broen).

Stående bølger dannes ved nogle specielle frekvenser kaldet resonansfrekvenser (elastikkens egenfrekvens). Resonansfrekvenserne afhænger af hvad det er der svinger. Ved at gange afstanden mellem to knudepunkter med to, får vi bølgelængden på de vandrende bølger, der danner de stående bølger. Hvis vi strammer elastikken, så ændre vi elastikkens egenfrekvens

Stående bølger dannes ved interferens mellem modsat rettede periodiske bølger med samme amplitude og frekvens. Stående bølger kan kun dannes ved bestemte frekvenser der kaldes resonansfrekvenser. Afstanden mellem to knudepunkter svarer til en halv bølgelængde.

Stående lydbølger Indenfor lyd kan man også iagttage fænomenet med stående bølger. I et rør med lukket bund bliver lyden kastet tilbage fra bunden. Ved at ændre på et rørs længde med et stempel, kan vi ved en bestemt længde høre en tydelig forstærkning af tonen. Der er dannet en stående lydbølge i røret. Der er en bug ved den åbne ende af røret og en knude ved den lukkede ende.

Hvis længden af røret er L, kan den første stående bølge opstå ved L = l/4. Derefter opstår der en stående bølge hver gang længden forøges med en halv bølgelængde. De stående lydbølger opstår ved at lydbølger fra stemmegaflen interfererer med de lydbølger, som reflekteres fra stemplet. Hvilken frekvens har lyden, ved ovenstående, hvis L er 8 cm? Husk lydens hastighed er 343m/s Og V=F*lamda

Hvor kender vi det fra Teorien om stående bølger kan forklare hvordan strengeinstrumenter samt blæseinstrumenter fungerer. Hvis man på en guitar får stregen til at svinge mellem de to endepunkter, vil strengen svinge med strengens grundtone. Strengen svinger dog i virkeligheden med flere buge, og danner dermed også overtoner. Dermed klinger tonen anderledes. Hvis vi ændre spændingen(stramheden) på strengen, vil den ændre tone Guitarens “krop” er en ræsonanskasse, og denne er meget afgørende på guitarens lyd.