Interferens- hydrofon och ubåt (Fysik/Universitet)

Tänk på varför det uppstår interferens i det här fallet.

Börja med att ta reda på vilka våglängder som motsvarar 20 respektive 200 Hz. Vilken ljudhastighet skall du använda?

Pieter Kuiper skrev:
Tänk på varför det uppstår interferens i det här fallet.

Är det för att ljudet från ubåten som transporteras i vatten kommer att reflekteras tillbaka och två ljudvågor sänds ut?

För att det ska handla om referens måste det väl vara minst två ljusvågor som bildas, eller sänds det ut en ljudvåg från hydrofonen? Jag har räknat ut våglängden för 20 Hz till 73, m och för 200 Hz till 7,03 m och har använt ljudhastigheten i vatten som är 1461 m/s för att räkna ut det.

Förstår jag frågan rätt, ska jag räkna ut vilka frekvenser som man hör dåligt och att det då är när ljudvågorna släcker ut varandra? Alltså destruktiv interferens.

Naturen123 skrev:
Pieter Kuiper skrev:
Tänk på varför det uppstår interferens i det här fallet.

Är det för att ljudet från ubåten som transporteras i vatten kommer att reflekteras tillbaka och två ljudvågor sänds ut?

Jo, reflektion, men reflektion vid vattenytan.

Gör en ritning.

jag har ritat ljudvågorna på två olika sätt, för mig bli det lättare att förstå det när jag ritar som cirklar runt ljudkällan. Eftersom att ljudet reflekteras mot ett tunnare material alltså mot där vatten möter luft så ska det bli en buk i den reflektionsytan och fasförskjutningen 0 grader

Har jag ritat ut det rätt?

Här kommer lösningen men jag förstår ändå inte det... :(

Vilken vägskillnad menar man? Är det skillnaden mellan den reflekterande ljudvågen och hydrofonen och ubåten och hydrofonen och varför har man räknat ut det så`?

Ingen fasförsjutning betyder det att det alltid är landa/2?

Här ritade jag en figur i en tidigare tråd:
Man kan se det som interferens från två källor: ubåten och dess spegelbild.
Eller man ser det som två vägar med olika längd: den direkta vägen och vägen via den speglande ytan.

https://www.pluggakuten.se/trad/forstar-inte-riktigt-logiken-bakom-ljud-vagor-under-vatten/

Tack! Jag uppskattar verkligen att du tar dig din tid för att hjälpa mig!

Nu förstår jag hur ljudet reflekteras och vägskillnaden. Interferens är när ljudvågorna möts, det blir väl endast interferens vid den punkten där ljudvågorna skär varandra och det är ju vid den punkten hydrofonen är. Är detta rätt tänkt?

I lösningen står det för att ingen fasförskjutning vid reflektion ger minimum ska man ska använda denna ekvationen $∆ x = (\frac{λ}{2} + m λ)$

Jag förstår inte riktigt den ekvationen? Hur vet jag att det ska vara en halv våglängd och vad betyder m i detta fallet ? är det hur många noder (minimum) vågen har?

Du behöver börja med att fundera på om det är reflektion mot tätare eller tunnare medium - detta avgör om det blir en "fasvändning" eller inte vid reflektionen.

I detta fall blir det ingen fasförskjutning. Det innebär att det blir konstruktiv interferens (buk) om den långa vägen (reflektion i vattenytan) är ett helt antal våglängder längre än "raka vägen", är du med på det? Och att det blir en nod om det är ett udda antal halva våglängder?

Du vet att vägskillnaden är ett helt antal våglängder EDIT: plus en halv , och att våglängderna är mellan 7 och 73 m, och m är ett heltal. Kommer du vidare härifrån?

Eftersom att ljudet reflekteras mot luft (vattenytan) så är det mot tunnare medium och då köper jag att det inte blir en fasförskjutning och att det bildas en buk i reflektionen. Det är jag med på.

Är det alltid destruktiv interferens när det är halva våglängder i skillnad? Och konstruktiv interferens när det är hela våglängder i skillnad?

Om det blir konstruktiv interferens varför går uppgiften då ut på att jag ska räkna ut frekvenser där man hör dåligt? är inte det destruktiv interferens? blir lite förvirrad av det. Annars är jag med på att 20 meter som är vägskillnaden utgör hela våglängder.

Jag vet inte hur jag går vidare, känner mig jättedum just nu

Finns det någon allmän formel som man ska använda?

Jag förstår inte hur jag ska använda vägskillnaden för att få fram frekvenserna där det hörs dåligt...

Finns det någon allmän formel som man ska använda?

Vi försöker hjälpa dig att komma fram till en formel som fungerar i just det här fallet - det är mycket mer användbart att knna göra det än en allmän formel, som man ändå måste justera för varje specifikt fall.

Är du med på att "ljudet hörs dåligt" är samma sak som att det är en nod där hydroforen är för just den våglängden?

Ja det förstår jag :)

Är du med på att det blir konstruktiv interferens (buk) när det är ett helt antal våglängder och att det blir destruktiv interferens om det är ett udda antal halva våglängder som vägskillnad mellan den direkta och den reflekterade vågen?

Ja det förstår jag nu, har tittat på lite youtube vidoes kring det.

Du skrev "Du vet att vägskillnaden är ett helt antal våglängder EDIT: plus en halv , och att våglängderna är mellan 7 och 73 m, och m är ett heltal. Kommer du vidare härifrån?"

Vet jag att vägskillnaden är ett helt antal våglängder eftersom den är 20 m och det är ett jämt tal? Jag ska ju räkna ut där det hörs dåligt borde det inte vara ett halva våg längder i skillnad då? Det är det som jag blir förvirrad över.

Ska jag ta 20/ 7.305 och 20/73,05 för att få fram hur många våglängder det får plats i vägskillnaden? Då får jag 2,73 och 0,27 är det m?

Är du med på att eftersom det är en nod i hydrofonen, så måste 20 m vara ett antal hela våglängder plus en halv våglängd?

Om 20 m är en halv våglängd, så är våglängden 40 m. Om 20 m är en och en halv våglängd, så är våglängden... Fortsätt på det sättet tills våglängden blir för kort.