Pysyvät aallot

Meille tärkeä aaltotyyppi on pysyvä aalto. Seisovia aaltoja esiintyy soittimissa, ja niiden avulla soitin tuottaa oikean taajuuden (tai sävelkorkeuden, musiikissa käytetty termi) mukaisen äänen. Seisovat aallot eivät kulje, koska ne ovat kiinni soittimessa. Esimerkiksi jousisoittimessa, kuten kitarassa tai viulussa, koko jousi värähtelee, mutta aalto ei kulje, koska se on juuttunut jousen sisään, ja jousella on päätepisteet (joissa se on kiinnitetty soittimeen tai muusikon sormi pitää sitä alhaalla). Koska päät ovat paikallaan, amplitudin on pysyttävä nollassa näissä pisteissä, mutta amplitudi jousen keskellä voi muuttua. Tämä rajoittaa jouselle mahdollisia aallonpituuksia. Jousen ominaisuudet, kuten massa/pituus ja kireys, määräävät nopeuden, ja taajuus määräytyy aallonpituuden ja nopeuden yhdistelmästä.

Harmoniat eli seisovien aaltojen taajuudet jousessa.

Mitä tarkoittaa nopeus? Seisova aalto syntyy siitä, että aalto kulkee jousessa alaspäin, heijastuu kiinteistä päistä, kääntää suuntaa, heijastuu uudelleen… kun taajuus/aallonpituus/nopeus täsmäävät kaikki, aallon heijastukset vahvistavat toisiaan eli interferoivat rakentavasti, mitä kutsutaan resonanssiksi. Resonanssi kuvaa yleensä värähtelyä, jota ympäristön erityisominaisuudet vahvistavat, koska se vastaa niiden ominaistaajuuksia. Kun väärän aallonpituuden omaavat aallot kimpoavat takaisin, ne aiheuttavat tuhoavaa interferenssiä itsensä kanssa. Seurauksena on, että jousi voi helposti värähtää luonnollisilla, resonanssitaajuuksillaan, mutta ei voi oikeastaan värähtää muilla taajuuksilla, koska nämä aallot kumoavat itsensä. Esimerkiksi harppu (soitin, jossa on monia jousia) nauraa kanssasi, koska jotkin jouset vastaavat joitakin naurusi taajuuksia ja alkavat resonoida, jolloin ilmaan syntyy ääniaaltoja. Tässä on 1 minuutin video resonanssin käyttämisestä lasin rikkomiseen. Tässä on hämmästyttävä video, jossa näytetään 2-D seisovien aaltojen sijainti metallilevyjen ja viulun jousen avulla.