37 svar
187 visningar
naturnatur1 är nöjd med hjälpen
naturnatur1 2913
Postad: 30 dec 2023 23:51 Redigerad: 30 dec 2023 23:52

Förstärkning och avtagande ljud

Vi placerar två högtalare mittemot varandra på 2 meters avstnd. Högtalarna är kopplade till samma tongenerator och sänder ut ett ljud med frekvensen 500 Hz. En liten mikrofon placeras mittemellan högtalarna. När mikrofonen långsamt förs mot den ena högtalaren kan man höra hur ljudet avtar tills ljudnivån är nästan noll för att sedan åter bli starkare.

a) förklara fenomenet och beräkna hur långt mikrofonen har förflyttats.

b) vad skulle hända om vi bytte plats på sladdarna som går till den ena högtalaren?


a) Interferens (konstruktiv och destruktiv). När ljudet avtar blir det en skillnad på en halv våglängd mellan vågor som möts och dessa släcker varandra. Sedan när man flyttar på den ytterligare så kommer vågorna istället vara i fas och stärka varandra.

Hur långt mikrofonen har förflyttats : v = f x lambda

lambda = 340/500 = 0,68

0,68/2 = 0,34 m?

b) Fattar inte denna.

mrpotatohead 3550
Postad: 31 dec 2023 00:04
naturnatur1 skrev:

Vi placerar två högtalare mittemot varandra på 2 meters avstnd. Högtalarna är kopplade till samma tongenerator och sänder ut ett ljud med frekvensen 500 Hz. En liten mikrofon placeras mittemellan högtalarna. När mikrofonen långsamt förs mot den ena högtalaren kan man höra hur ljudet avtar tills ljudnivån är nästan noll för att sedan åter bli starkare.

a) förklara fenomenet och beräkna hur långt mikrofonen har förflyttats.

b) vad skulle hända om vi bytte plats på sladdarna som går till den ena högtalaren?


a) Interferens (konstruktiv och destruktiv). När ljudet avtar blir det en skillnad på en halv våglängd mellan vågor som möts och dessa släcker varandra. Sedan när man flyttar på den ytterligare så kommer vågorna istället vara i fas och stärka varandra.

Hur långt mikrofonen har förflyttats : v = f x lambda

lambda = 340/500 = 0,68

0,68/2 = 0,34 m?

b) Fattar inte denna.

Antar att de menar att dalarna blir toppar och topparna blir dalar. Hur påverkar det inferensen?

naturnatur1 2913
Postad: 31 dec 2023 00:10

Antar att de menar att dalarna blir toppar och topparna blir dalar. 

Hur tolkade du det och hur menar du?

mrpotatohead 3550
Postad: 31 dec 2023 00:18

Vet ej hur jag tolkade det så, typ gissning.

Tänk dig ljudvågor med en halv våglängds förskjutning. Då blir deras max min och min max. Då borde väl också ställena där vågorna förstärks och slocknar att byta plats.

Inte gjort detta på länge, är jag galen nu?

naturnatur1 2913
Postad: 31 dec 2023 14:25

Nej du är inte galen nu och du gissade rätt!

Men jag förstår dock inte hur detta sker? Vilka sladdar snackar man om? De som går från

högtalare - mikrofon - högtalare?

Och hur kommer de förskjutas en halv våglängd?

mrpotatohead 3550
Postad: 31 dec 2023 14:44
naturnatur1 skrev:

Nej du är inte galen nu och du gissade rätt!

Men jag förstår dock inte hur detta sker? Vilka sladdar snackar man om? De som går från

högtalare - mikrofon - högtalare?

Har nog snarare att göra med sladdarna till tongeneratorn att göra. 

Och hur kommer de förskjutas en halv våglängd?

Tänkte på att om man byter kablarna då man mäter spänning så byter spänningen tecken. Gissade på att det var något liknande här.

Smaragdalena 76424 – Lärare
Postad: 31 dec 2023 14:44

Läs om stereotestet här

naturnatur1 2913
Postad: 31 dec 2023 15:10 Redigerad: 31 dec 2023 15:11

Har nog snarare att göra med sladdarna till tongeneratorn att göra. 

Mer troligt. Glömde att den fanns med.

Läs om stereotestet här

Intressant.

"Om samma ljudsignal matas till två stereohögtalare där den ena är ansluten med omkastade ledare, kommer istället den felaktigt anslutna högtalarkonen att röra sig i motsatt och felaktig riktning."

Ljudvågorna blir alltså inte i fas. Men hur vet man att de maxima blir till minima och vice versa? 

Och om båda kopplas "fel" (eller går det ens?) - hade de då varit i fas?

naturnatur1 2913
Postad: 5 jan 21:56 Redigerad: 5 jan 21:57

Kollar tillbaka på denna. Nu när jag kollar hur jag löste A verkar metoden felaktig. Förstår heller inte b uppgiften.

Skulle jag kunna få hjälp med dessa två?

Och om båda kopplas "fel" (eller går det ens?) - hade de då varit i fas?

Ja, det går, och då är de i fas.

naturnatur1 2913
Postad: 5 jan 22:43

Men om man kopplar endast en felaktigt så blir de inte i fas. Hur kommer det sig att minimi och maximi byter plats, och att de inte släcker ut varandra?


Tillägg: 5 jan 2024 22:49

"Då skulle alla maxima bli till minima och alla minima bli till maxima" - Facit.

Pieter Kuiper 6284
Postad: 5 jan 23:08 Redigerad: 5 jan 23:11

Här finns en bra simulering: https://www.falstad.com/interference/ 

Den börjar med en fasskilnad på 180° (så man får en nod i mitten) men man kan dra slidern till 0° eller till 360°, då är de i fas.

naturnatur1 2913
Postad: 5 jan 23:28

Ah, häftigt!

Men förstår dock inte varför de i detta fallet inte släcker ut varandra? Har det med noden att göra? Hur isåfall?

Pieter Kuiper 6284
Postad: 5 jan 23:39
naturnatur1 skrev:

Ah, häftigt!

Men förstår dock inte varför de i detta fallet inte släcker ut varandra? Har det med noden att göra? Hur isåfall?

De släcker ut varandra om avståndet mellan högtalarna är noll.

Inte om högtalarna står på olika ställen.

naturnatur1 2913
Postad: 5 jan 23:52

Så om jag har två källor som står på avståndet x mellan varandra, och skickar ut vågor från dessa 2 källor som inte är i fas, så kommer de alltså inte släcka ut varandra?

Om jag vill att de ska släcka ut varandra ska jag placera dessa jämte varandra, (eller på ett avstånd där vågdal möter vågtopp också väl?)

Pieter Kuiper 6284
Postad: 5 jan 23:56 Redigerad: 5 jan 23:57
naturnatur1 skrev:

Så om jag har två källor som står på avståndet x mellan varandra, och skickar ut vågor från dessa 2 källor som inte är i fas, så kommer de alltså inte släcka ut varandra?

Utsläckning finns då bara på vissa ställen (på nodlinjerna).

Meningen med en sådan simulering är att man ska "leka" själv med den.

Det finns förstås även en liknande simulering på PhET: https://phet.colorado.edu/en/simulations/sound-waves 
Och https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-interference/latest/wave-interference_sv.html 

Utforska skillnaderna.

naturnatur1 2913
Postad: 6 jan 00:19

På a uppgiften tror jag dock att jag fick rätt av en slump och att metoden inte är korrekt. Man vill beräkna hur mycket mikrofonen har förflyttats, men det jag gör är att beräkna våglängden.

Hur beräknar man annars förflyttningen?

Det står i uppgiften att frekvensen är 50 Hz. Detta är det enda som behövs för att beräkna våglängden, den ändras inte för att man flyttar högtalarna.

naturnatur1 2913
Postad: 6 jan 12:35

Jag förstår att våglängden är 340/500 = 0,68m

Men man vill ha fram hur mycket mikrofonen förflyttades inte våglängden.

Smaragdalena 76424 – Lärare
Postad: 6 jan 13:06 Redigerad: 6 jan 13:07

Är du med på att mikrofonen startar mitt emellan högtalarna, där det är ett maximum? Är du med på att vägskillnaden är 0 i denna punkt? Hur stor är vägskillnaden (mätt i antalet våglängder) i den första nodlinjen? Hur många våglängder i riktning mot den ena högtalaren skall mikrofonen flyttas för att komma till den första nodlinjen? Hur många cm är detta?

naturnatur1 2913
Postad: 6 jan 13:27
Smaragdalena skrev:

Är du med på att mikrofonen startar mitt emellan högtalarna, där det är ett maximum? Är du med på att vägskillnaden är 0 i denna punkt?

Ja

Hur stor är vägskillnaden (mätt i antalet våglängder) i den första nodlinjen?

0,5 λ = 0,5 x 0,68 = 0,34m.

Hur många våglängder i riktning mot den ena högtalaren skall mikrofonen flyttas för att komma till den första nodlinjen?

Hur räknar jag ut detta?

Hur många cm är detta?

Pieter Kuiper 6284
Postad: 6 jan 13:52 Redigerad: 6 jan 13:52
naturnatur1 skrev:

Hur räknar jag ut detta?

Ställ dig mittemellan två väggar av ditt rum.

Ställ dig nu 10 cm till höger om mitten. Hur stor är då skillnaden mellan avstånden till dessa väggar?

naturnatur1 2913
Postad: 6 jan 15:48
Pieter Kuiper skrev:

Ställ dig mittemellan två väggar av ditt rum.

Ställ dig nu 10 cm till höger om mitten. Hur stor är då skillnaden mellan avstånden till dessa väggar?

20cm.

Pieter Kuiper 6284
Postad: 6 jan 15:52
naturnatur1 skrev:
Pieter Kuiper skrev:

Ställ dig mittemellan två väggar av ditt rum.

Ställ dig nu 10 cm till höger om mitten. Hur stor är då skillnaden mellan avstånden till dessa väggar?

20cm.

Så fortsätt tänka. Hur långt behöver du ställa dig till höger om mitten så att vägskillnaden är en halv våglängd?

naturnatur1 2913
Postad: 6 jan 22:19 Redigerad: 6 jan 22:21

0,34m? 

Först släcks ljudet och sedan blir den starkare. Där ljudet släcks är våglängden 0,5λ och där den förstärks 1 λ. 

Vart exakt menar de att mikrofonen ska stå och beräkna sträckan den rört sig? Från mitten till förstärkning? Alltså en våglängd?

Det är 200 cm mellan högtalarna. Om du ställer dig 34 cm till höger om mitten, hur långt är det då till den högra högtalaren? Hur långt är det till den vänstra? Hur stor är skillnaden mellan de båda avstånden?

naturnatur1 2913
Postad: 6 jan 22:33
Smaragdalena skrev:

Det är 200 cm mellan högtalarna. Om du ställer dig 34 cm till höger om mitten, hur långt är det då till den högra högtalaren? Hur långt är det till den vänstra? Hur stor är skillnaden mellan de båda avstånden?

Skillnaden mellan avstånden blir 68cm.

Det stämmer. Hur långt från mitten skall du ställa dig för att vägskillnaden skall vara 34 cm?

naturnatur1 2913
Postad: 6 jan 23:05
Smaragdalena skrev:

Det stämmer. Hur långt från mitten skall du ställa dig för att vägskillnaden skall vara 34 cm?

17cm. 

Förstår dock inte varför facit svarar 34cm?

naturnatur1 2913
Postad: 8 jan 13:27

Den här tråden har "dött" och skapade en ny för att det inte skulle bli så rörigt här för att få hjälp med a frågan, men det ansågs som dubbelpost, så jag återupplivar denna tråd.

Vilken punkt är det man vill räkna ut sträckan mikrofonen färdats?

Kan du lägga in en bild av uppgiften? Förhoppningsvis är den bättre formulerad egentligen än vad du skrev! Jag kan inte tyda av förstainlägget om det är avståndet från första minimum till centralmaximum eller avstånden mellan första minimum åt höger och vänster, eller... bara att det är något avstånd.

naturnatur1 2913
Postad: 8 jan 14:22

Pieter Kuiper 6284
Postad: 8 jan 16:13

Jag tycker att det är tydligt. Därför skrev jag som jag gjorde i inlägg #24.

Visa spoiler

Det handlar om första minimum, alltså vägskillnad λ/2 alltså λ/4 = 17 cm från centralt maximum. 

naturnatur1 2913
Postad: 8 jan 16:17 Redigerad: 8 jan 16:18

Så det är fel i facit? 

Våglängden är 0,68, om man ska till ljudminimum så 0,5 λ = 0,68

λ = 0,34m

Alltså har man förflyttats 0,34/2= 17cm , från centralt maximum.


Tillägg: 8 jan 2024 16:21

Vägskillnaden blir  34cm alltså men själva mikrofonen flyttas 17cm då.

Pieter Kuiper 6284
Postad: 8 jan 16:23 Redigerad: 8 jan 16:25
naturnatur1 skrev:

Så det är fel i facit? 

Våglängden är 0,68, om man ska till ljudminimum så 0,5 λ = 0,68

λ = 0,34m 

Det kan förstås vara fel i facit.

Dock tycker jag igen att ovanstående är mer än lovligt förvirrat. Oklart om det är det som står i facit. Bild?

naturnatur1 2913
Postad: 8 jan 16:26

Pieter Kuiper 6284
Postad: 8 jan 16:27
naturnatur1 skrev:

Då tycker jag att det är fel i facit.

naturnatur1 2913
Postad: 8 jan 16:28

Okej, vi räknade alltså med att den stod på minimipunkten och räknade ut vägskillnaden och genom det kunde vi få fram hur mycket den hade förflyttats.

Tack för hjälpen!

Svara Avbryt
Close