Undervisningskompendie i Lyd Husk inden at have gennemgået svingning & bølger!!

Lyden i vores hverdag Vi kan lave lyd med en højtaler som vi sætter i svingninger. Hvis den svinger mere end 20 gange pr. sek vil vi kunne høre en dyb tone. Lyden kalder vi for en tone, når den svinger med en konstant samme frekvens. Når vi sætter frekvensen op vil tonen blive lysere og lysere, vi kan øre den indtil den kommer op på ca 20.000Hz. Frekvensen måles i hertz, som forkortes til Hz

Lyde vi ikke kan høre!! Selv om vi ikke kan høre tonen fra højtalerne, kan der stadig være en lyd, når højtaleren bevæger sig. Der er bare lyde som vi ikke kan høre. Svingningerne rammer vores øre, og vi opfatter det som lyd. Svingninger som er for hurtige eller for langsomme, kan vi ikke opfatte, selvom de stadig er der. Frekvensen er hvor hurtigt en svingning er. Den bestemmer ”tonehøjden” Amplituden bestemmer lydstyrken. Den lyd som ligger under 17 Hz. kaldes for infralyd. Den lyd som ligger over 20.000Hz. kaldes ultralyd. Heraf navnet ultralyd scanning.

Fakta om bølgelængde og frekvens Når bølgelængden er kort, er der plads til flere, derfor bliver frekvensen høj. Man siger også at der er plads til flere bølger pr. sek. Når frekvensen er lav, går der længere tid, mellem at højtaleren skubber luften frem. Derfor kan den ikke nå at lave så mange bølger pr. sek. Kort bølgelængde = høj frekvens Lang bølgelængde = lav frekvens Kort bølgelængde Høj / lys tone Høj frekvens ? Lav frekvens Lang bølgelængde Dyb / mørk tone

Lydens fart!! Start tæller Jeg tæller nu Lydbølger udbreder sig med bestemt fart. Tordenvejr Mand med hammer Ved at sende en reflekterende lyd af sted, kan vi måle hvor lang tid der går før den kommer tilbage igen. Eller ved at sætte 2 mic. Op med en given afstand mellem hinanden, og således sender lyden først forbi den ene mic. Og så den anden. Den ene starter en tæller den anden stopper den igen, således har vi nu tiden, fra mic. 1 til mic. 2 I begge tilfælde måler vi den tid det tager for lyden at komme fra et punkt til et andet. Afstand Fx 2m Stop tæller

Lydbølgers egenskaber For at vi kan sige at lyd er bølger, skal de have de samme egenskaber som bølger, derfor må vi påvise de 4 egenskaber Bølger kan gå gennem hinanden, påvises ved at vi kan snakke i munden på hinanden. At lyd kan bøje om hjørner, vises ved at lyden kan bevæge sig omkring en væg At lyd kan reflektere, ser vi ved et simpelt ecco. At lyd kan interfererer vises, ved at sende en tone ud af 2 højtalere, som her danner døde punkter, eller ved stående lydbølger I haller opstår der døde punkter, på gulvet hvor lyden ikke er så høj. De områder svarer til interferens striberne i bølgekaret.

Refleksion af lydbølger Vi kender at en mur kan reflektere, men den gør det også på en bestemt måde. Som en billardkugle rammer banden vil lyden også reflekteres. Vi siger at den vinkel som lyden rammer med, vil også være den vinkel som den forlader den med igen. Væg/ hård overflade Højtaler V- ind V- ud Reflekterende lyd

Stående lydbølger Vi ved at lyden kan reflekteres. Når den kommer lige tilbage i samme retning, som den kom fra. Vil bølgerne møde hinanden og danne interferens. Normalt vil de to bølger modarbejde hinanden. Men ved bestemte afstande, vil de forstærke hinanden. Det gør de når den lydbølge som er på vej tilbage, svinger i takt med den som er på vej ind. De svinger i takt hver gang de to bølger ligger oven i hinanden Det gør de ved hver halve bølgelængde. Ved at køre stemplet helt ud, kan vi finde det første knudepunkt. Det kommer ved ¼ bølgelængde inde. Men nr 2 kommer ½ bølgelængde inde. Der kommer en høj tone ved knudepunkterne. Bølgeformlen v= λ* frekvens hastighed (v) = Bølgelængden(λ) *frekvens(f)

Resonans-rør Ved en temp. på20 grader, vil lyden hastighed være 340 m/s Som ved bølger, kan vi også lave stående lydbølger, den kan man ved hjælp af et langt rør med et stempel i , hvorved vi kan regulerer længden på røret Vi skal prøve at se om vi kan finde bølgelængden på lyden, ved at bruge røret og bølgeformlen. Vi kender lydens hastighed og vil nu finde bølgelængden. Vi ved at der kommer er knudepunkt for halve bølgelængde. Der hvor vi får en høj tone første gang er der et knudepunkt. Anden høje tone er ved andet knudepunkt. Vi kender nu afstanden mellem de to knudepunkter, og kender dermed længden på en ½ bølgelængde. Denne afstand ganges med 2, og vi har 1 bølgelængde Nu kan vi så finde frekvensen. Ved at bruge formlen Kære elever lær at omskrive de formler…. Bølgeformlen v= λ* frekvens hastighed (v) = Bølgelængden(λ) *frekvens(f)

Lydbilleder Vi har 4 grundbegreber inden for lyd. Toner Klange Støj Brag En tone er en symmetrisk kurve, med en konstant frekvens, kan frembringes med en stemmegaffel, eller datastudie Kammer tonen er på 440Hz Stemmegafler en rene toner, som ikke er overlejret med overtoner. Overtonerne er afgørende for tonens klang.

Lydbilleder 2 På en guitar er jo strenge, som kan svinge når en streng svinger, uden man holder en finger på brættet, vil den svinge i sin grundtone. Vi kan få den til at lyde anderledes, hvis vi gør strengen kortere, ved at sætte en finger på. Grundtonen er afgørende for tonens frekvens overtonerne er afgørende for tonens klang, her på kendes fx, om det er en guitar el. tuba. Alle strenge instrumenter frembringer stående bølger Kassen er forstærkningen på guitaren, strengene sætter kassen i svingninger, i fysikken kalder vi det for en resonanskasse En tone er karakteriseret ved 3 ting. Tonehøjden , som bestemmes af frekvensen Lydstyrken som bestemmes af amplituden Klangfarven, bestemmes af mængden af overtoner, og tone giverens udformning.

Støj Er lyde vi sjælden ønsker at høre. Kan være forskellig fra person til person. Kan være lyde med en masse forskellige frekvenser. Og kan være skadeligt for hørelsen.

Lydstyrke & tonehøjde Vi kan ikke høre alle frekvenser lige godt, selvom der er inden for det hørbare område Vi hører nogle frekvenser bedre end andre Med en app til vores smartphone, kan vi teste hvilke frekvenser vi opfatter som kraftigere. Det er fordi vores øre ikke, er lige følsomt overfor tryk ved alle frekvenser På kurven kan vi se at der er omkring 4000Hz vi kan høre de svageste lyde, og derfor er mest følsomt. Den mindste amplitude vi kan høre ved alle frekvenser, kaldes høregrænsen. Den største amplitude vi kan høre , inden det bliver til smerter, kaldes smertegrænsen.

Lydbølger er trykbølger Jo større trykket er mod øret, jo mere energi er der i lydbølgen Amplituden er et udtryk for hvor meget energi der er i en svingning./ fortætning. For at kende energien i en lydbølge, skal man også kende hvor mange fortætninger den bringer pr. sek. Altså frekvensen Mellem frekvensen amplituden og energien er der denne sammenhæng En lydbølge med fordoblet amplitude indeholder 4 gange så meget energi. Forudsat frekvensen er uændret En lydbølge med fordoblet frekvens indeholder fire gange så meget energi. Forudsat amplituden er uændret Halverer vi amplituden og fordobler frekvensen el. omvendt. Vil energien være konstandt Når vi skruer op vore ipod, ændre vi på amplituden dvs. vi tilfører mere energi til højtalerne. Dermed også til luften og vi øger således energien i lydbølgerne, som resulterer i et øget tryk mod ørets trommehinde. Energien i en lydbølge er afhængig af frekvensen og amplituden Når energien i en lydbølge fordobles øger vi lydniveauet med 3 decibel Når lydniveauet stiger med 10 dB oplever vi en fordobling af lyden Alle lyde ”slider” på vores hørelse, også dem vi ikke kan høre dvs. infra og ultra

Dopplereffekten Knald

Valgemner Knald