Állóhullámok
A hullámok egyik fontos típusa számunkra az állóhullám. Az állóhullámok jelen vannak a hangszerekben, és így a hangszer a megfelelő frekvenciájú (vagy hangmagasságú, a zenében használt kifejezés) hangot produkálja. Az állóhullámok nem terjednek, mert a hangszerben vannak bezárva. Például egy húros hangszerben, mint a gitár vagy a hegedű, az egész húr rezeg, de a hullám nem terjed, mert a húrban rekedt, és a húrnak vannak végpontjai (ahol a hangszerhez van rögzítve, vagy ahol a zenész ujja tartja). Mivel a végek rögzítve vannak, az amplitúdónak ezeken a pontokon nullának kell maradnia, de a húr közepén az amplitúdó változhat. Ez korlátozza a húr lehetséges hullámhosszát. A húr tulajdonságai, például a tömege/hossza és feszültsége határozza meg a sebességet, a frekvencia pedig a hullámhossz és a sebesség kombinációjából adódik.
Mit jelent a sebesség? Az állóhullám abból származik, hogy a hullám végighalad a húron, visszaverődik a rögzített végekről, irányt változtat, ismét visszaverődik… amikor a frekvencia/hullámhossz/sebesség mind egyezik, a hullámvisszaverődések egymást erősítik, vagy konstruktívan interferálnak, amit rezonanciának nevezünk. A rezonancia általában olyan rezgést ír le, amelyet a környezet sajátos tulajdonságai megerősítenek, mert megegyezik azok sajátfrekvenciájával. Ha a nem megfelelő hullámhosszú hullámok visszaverődnek, akkor önmagukkal destruktív interferenciát okoznak. Ennek az az eredménye, hogy a húr könnyen rezeghet a természetes, rezonáns frekvenciáin, de más frekvenciákon nem igazán tud rezegni, mert azok a hullámok kioltják magukat. Például egy hárfa (egy sokhúros hangszer) nevetni fog veled, mert a húrok egy része megegyezik a nevetésed néhány frekvenciájával, és rezonálni kezd, hanghullámokat keltve a levegőben. Itt egy 1 perces videó a rezonancia felhasználásáról egy pohár összetöréséhez. Itt egy elképesztő videó, amely a 2D állóhullámok helyét mutatja be fémlemezek és egy hegedű vonója segítségével.
Vélemény, hozzászólás?