Stående vågor i rum – kan det verkligen bli bukar vid väggen?
Uppgift:
I ett rum för akustikundersökningar har två motstående väggar en hög reflektionsförmåga för ljudvågor medan tak, golv och övriga väggar har låg sådan. Med en högtalare alstras i rummet ljudvågor som reflekteras mot de väggar som har hög reflektionsförmåga. Vid en viss frekvens hör man en ton med stark ljudstyrka invid dessa väggar. Ljudstyrkan avtar successivt, från de reflekterande väggarna till rummets mitt där man knappt hör något alls. Vid en annan något högre frekvens hör man emellertid även i rummets mitt en ton med stark ljudstyrka. Om sedan frekvensen ökas ytterligare uppträder på nytt ett ljudminimum i mitten av rummet. Ljudets hastighet är 340 m/s. Avståndet mellan de reflekterande väggarna är 4,0 m. Bestäm de tre lägsta frekvenserna vid vilka de ovan beskrivna ljudsituationerna uppträder.
Frågor:
Det som gör mig osäker är beskrivningen att man hör starkast ljud precis vid väggarna. I en sluten pipa brukar man ju säga att änden är en nod, eftersom luften inte kan röra sig – alltså borde det inte vara en buk där?
Hur kan det uppstå ”bukar” vid väggarna i det här fallet? Har jag missförstått något kring skillnaden mellan tryck och partikelrörelse?
I gymnasiefysiken går man inte in på sambandet mellan partiklarnas rörelse och luftens tryck. Tryckvariationerna i luften är det vi hör.
Då man ritar stående vågor i olika typer av pipor i fysik2, så ritar man rörelsen hos luftmolekylerna. Det blir en rörelsenod vid en vägg. Men det omvända gäller för trycket. En rörelsenod ger en tryckbuk, och en rörelsebuk ger en trycknod. Inte lätt att inse före man har lärt sig det. Och för uppgiftens lösning spelar det inte så stor roll, men lite onödigt att använda en sådan fråga då studenter som gärna reflekterar och vill förstå, börjar misstänka att man har förstått fel. Vilket du inte har. Bara att du inte har lärt dig än.
