Stående bølger
En vigtig bølgetype for os er en stående bølge. Stående bølger findes i musikinstrumenter, og det er sådan, at instrumentet producerer lyd med den korrekte frekvens (eller tonehøjde, som er det udtryk, der bruges i musik). Stående bølger rejser sig ikke, fordi de er begrænset i instrumentet. I et strengeinstrument som f.eks. en guitar eller en violin vibrerer hele strengen, men bølgen bevæger sig ikke, fordi den er fanget i strengen, og strengen har endepunkter (hvor den er fastgjort til instrumentet eller holdes nede af musikerens finger). Fordi enderne er fastlåste, skal amplituden i disse punkter forblive nul, men amplituden i midten af strengen kan ændre sig. Dette begrænser de mulige bølgelængder for strengen. Strengens egenskaber, f.eks. dens masse/længde og spænding, vil bestemme hastigheden, og frekvensen bestemmes ud fra kombinationen af bølgelængde og hastighed.
Hvad betyder hastigheden? Den stående bølge kommer af, at bølgen bevæger sig ned ad strengen, reflekteres af de faste ender, vender retning, reflekteres igen … når frekvens/bølgelængde/hastighed alle passer sammen, forstærker bølgerefleksionerne hinanden eller interfererer konstruktivt, hvilket kaldes resonans. Resonans beskriver generelt en vibration, der forstærkes af omgivelsernes særlige egenskaber, fordi den passer til deres naturlige frekvenser. Når bølger med den forkerte bølgelængde preller tilbage, vil de forårsage destruktiv interferens med sig selv. Resultatet er, at strengen nemt kan vibrere ved sine naturlige, resonante frekvenser, men ikke rigtig kan vibrere ved andre frekvenser, fordi disse bølger ophæver sig selv. En harpe (et instrument med mange strenge) vil f.eks. grine med dig, fordi nogle af strengene vil matche nogle af frekvenserne i din latter og begynde at resonere, hvilket skaber lydbølger i luften. Her er en video på 1 minut, hvor man bruger resonans til at smadre et glas. Her er en fantastisk video, der viser placeringen af 2-D stående bølger ved hjælp af metalplader og buen på en violin.
Skriv et svar