Stående vågor
En viktig typ av våg för oss är en stående våg. Stående vågor förekommer i musikinstrument och är det sätt på vilket instrumentet producerar ljud med rätt frekvens (eller tonhöjd, den term som används i musik). Stående vågor färdas inte, eftersom de är begränsade i instrumentet. I ett stränginstrument som en gitarr eller en fiol vibrerar till exempel hela strängen, men vågen rör sig inte eftersom den är instängd i strängen och strängen har ändpunkter (där den är fäst vid instrumentet eller hålls ned av musikerns finger). Eftersom ändarna är fixerade på plats måste amplituden vid dessa punkter förbli noll, men amplituden i mitten av strängen kan förändras. Detta begränsar de möjliga våglängderna för strängen. Strängens egenskaper, som dess massa/längd och spänning, bestämmer hastigheten, och frekvensen bestäms av kombinationen av våglängd och hastighet.
Vad betyder hastigheten? Den stående vågen kommer från att vågen färdas nerför strängen, reflekteras av de fasta ändarna, vänder riktning, reflekteras igen … när frekvens/våglängd/hastighet stämmer överens förstärker vågreflektionerna varandra, eller interfererar konstruktivt, vilket kallas för resonans. Resonans beskriver i allmänhet en vibration som förstärks av omgivningens särskilda egenskaper eftersom den matchar deras naturliga frekvenser. När vågor med fel våglängd studsar tillbaka kommer de att orsaka destruktiv interferens med sig själva. Resultatet blir att strängen lätt kan vibrera vid sina naturliga, resonerande frekvenser, men inte riktigt kan vibrera vid andra frekvenser eftersom dessa vågor upphäver sig själva. En harpa (ett instrument med många strängar) kommer till exempel att skratta med dig, eftersom några av strängarna kommer att matcha några av frekvenserna i ditt skratt och börja resonera, vilket skapar ljudvågor i luften. Här är en video på 1 minut om hur man använder resonans för att krossa ett glas. Här är en fantastisk video som visar var de 2-D stående vågorna finns med hjälp av metallplattor och en fiolbåge.
Lämna ett svar