2. Bølger, resonans & dopplereffekt Flashcards
Bølgelængde + hvordan udregnes den?
- Afstanden fra f.eks. bølgetop til bølgetop.
- betegnes med lambda
- SI-enheden meter
Frekvens + hvordan udregnes den?
- Antal svingninger pr. sekund
- Betegnes med f
- SI-enheden = Hz (s^-1)
- f = 1/T
Svingningstid / Perioden + hvordan udregnes den?
- Tiden det tager en bølge at tilbagelægge en bølgelængde
- Betegnes med T
- SI-enheden =
- T = tidsvingning/antal
Bølgeligningen (FEDT-modellen + jo-jo)
v = f · lambda v = hastighed (m/s) f = frekvens (Hz / s^-1) lambda = bølgelængde (m)
Hvis vores hastighed forbliver konstant. jo større frekvensen bliver jo mindre bliver bølgelængden, og vice-verca. Dog hvis v ikke er konstant, så stiger de proptionalt med hinanden.
f = v/ lambda lambda = v/f
Hvilke bølgetyper findes der?
Transversale bølger (tværbølger) + Longitudinal bølger (længdebølger)
Transversale bølger (tværbølger)
Bølgernes svininger foregår på tværs af udbredelsesretningen. Udsvinget sker altså vinkelret på udbredelsesretningen.
Longitudinal bølger (længdebølger)
Bølgernes svingningerne foregår i samme retning som udbredelsesretningen.
lyd er f.eks. længdebølger
Periodisk bølger
En bølge er periodisk hvis den har et konsekvent gentagende mønster. Dette mønster udgøres af bølgens periode (T), amplituden (A), og bølgelængden (lambda) altså at de er konstante.
Harmonisk bølge
En harmonisk bølge er også en periodisk bølge, da både perioden, amplituden og bølgelængden skal være konstant, men bølgen skal også kunne angives som en sinusfunktion af tiden.
Brydningsindeks
Forholdet mellem lysets hastighed i vakuum og i materialet
Bølgehastighed af lyd og lys (vand + luft)
lys i luft/vaccum = 300.000km/s = 3,0·10^9 m/s
- i luft og vaccum er det ikke helt det samme men da
brydningsindekset er på 1,00029. Forskellen er
ubetydelig.
lyd i luft = 343 m/s
lys i vand = 225.408 km/s
lyd i vand = 1500 m/s
- lydens hastighed i vand er hurtigere da svingningerne
i vand, frembringer en større udsving i trommehinden.
Konstruktiv interferens
2 bølger der interferer i fase. Altså bølge top rammer bølgetop. Dette vil gøre den nye bølge forstærket.
Destruktiv interferens
2 bølger interferer i modfase. Altså bølgetop rammer bølgedal. Dette vil gøre den nye bølge svækket.
Der kan også være tilfælde, hvor bølgerne ikke er ens og deraf interferere de ikke rent konstruktivt eller negativt.
Resonans
Resonans er når en bølge udsættes for inteferens med svingninger der svarer til bølgens egen (egenfrekvens). Ses fx med en stemmegaffel.
Stående bølger + hvordan opstår de
- Hvert punkt har en bestemt amplitude.
- Stedet med størst amplitude kaldes bug, mens mindst amplitude kaldes knude.
- Ved knuden står luftmolekylerne stille.
- Stående bølger skabes når en bølgegiver udsender en bølge på en snor. Når bølgen rammer fx en mur, reflekteres denne. Hvis de resonerer har vi stående bølge.
- Der skal hele tiden tilføjes energi eller bevægelse for at de kan opstå.
- Da bølgerne inteferere konstruktivt, vil amplituden af den nye bølge være 2 gange den originale bølges amplitude.
- Dér hvor to bølgers amplituder er ens og de interfererer, transporteres der ikke energi, da de transporterer lige meget energi hver sin vej, som er grunden til de kaldes, stående bølger
- er en periodisk bølge
Halvbølgeresonans
En halvbølgeresonans har enten knude eller bug i begge ender. Hvis der kun er 2 knuder og 1 bug kaldes dette grundsvingningen. Længden findes ved:
L=n/2·lambda(n). Hvor n er antal bug på tegningen.
Kvartbølgeresonans
En kvartbølgeresonans har knude i den ene ende og bug i den anden. Her gælder L=(2n-1)/4· lambda(n)
Halvåbent resonansrør
Gælder for kvartbølger. I røret er der lukket i den ene ende. I den lukkede ende er der knude.
Åbent resonansrør
Gælder for halvbølger. I røret er der åbent i begge ender. Der er bug i beggge ender
Dopplereffekt del. 1 (beskrivelse)
Dopplereffekt opstår når en lydkilde og en modtager bevæger sig i forhold til hinanden.
Når bølgegiveren bevæger sig vil dette ændre frekvensen som modtages af observatøren. Deraf får vi også en ny bølgelængde for de udsendte bølger. Hvis bølgegiveren bevæger sig tættere på, bliver bølgelængde kortere, og frekvensen større.
Dopplereffekt del. 2 (formler)
f0 = Det som bølgegiveren hører
f = modtager lyd
lambda = bølgelængden som observartøren modtager
lambda 0 = Den bølgelængde, bølgegiveren udsender
u = fart af bølgegiveren
v = fart af lyden (lambda · f) (343 m/s)
Dopplerforskydning
Forskydningen af frekvensen. Hvis bølgegiveren bevæger sig væk fra observatøren skal vi blot udskifte –u med +u i formlerne
Hvilke resonanser hører til overtonespektrummerne?
ved godt jeg har skrevet det men FORKLAR :**
For halvåbent resonansrør, lyder ligningen
L = (2n-1)/4·lambda . Vores 2n-1 indikere at det kun er de ulige overtoner der vises. Dette kan også ses på billedet.
For åbent resonans rør lyder ligningen:
L = n/2·lambda. Hver overtone vises.
