Skladanie zvukových vĺn (interferencia)
Kategorie: Fyzika a astronómia (celkem: 480 referátů a seminárek)
Informace o referátu:
- Přidal/a: anonymous
- Datum přidání: 23. července 2006
- Zobrazeno: 1599×
Příbuzná témata
Skladanie zvukových vĺn (interferencia)
Uvažujme situáciu: nech sú dva rovnaké zdroje umiestnené v rovnakej vzdialenosti od pozorovateľa (3 metre), a oba zdroje vydávajú rovnaký zvuk. Povedzme, že vlnová dĺžka zvukových vĺn je 1m. A nakoniec, zdroje vibrujú synchrónne (pohybujú sa naraz dopredu a späť). Vzhľadom na rovnakú vzdialenosť zdrojov, zhluky zvukovej vlny od jedného zdroja sa vždy v rovnakom okamihu stretávajú so zhlukmi z druhého zdroja. Rovnako to platí aj o zriedeniach. Jeden z princípov, ktoré platia pre zvuk je lineárna superpozícia, ktorá hovorí, že výsledná vlna sa rovná sumácii jednotlivých vĺn, ktorých zložením vznikla. Teda, amplitúda resp. tlakové výkyvy, kde sa stretávajú rovnaké vlny sa rovnajú dvojnásobku amplitúdy jednotlivých vĺn. Nárast amplitúdy reprezentuje nárast hlasitosti zvuku. Keď nastane takáto situácia hovoríme, že vlny sú v rovnakej fáze a ilustrujú tzv. "konštruktívnu interferenciu (skladanie vĺn) ". Ale, ak čo i len trochu zmeníme jednu z premenných veličín, výsledný zvuk je takmer opačný ako bol. Posuňme jeden zo zdrojov o 0,5m (1/2 vlnovej dĺžky) ďalej. Budeme predpokladať, že hlasitosť tohto zdroja sa zvýši tak, že amplitúda ostáva konštantná. Takéto posunutie spôsobí to, že zhluky jedného zdroja sa stretávajú so zriedeniami druhého zdroja a naopak. Hovoríme, že vlny sú v opačnej fáze. Tentoraz, odvolávajúc sa na princíp lineárnej superpozície, je výsledkom skladania vzájomné vyrušenie sa vĺn. Zriedenia jednej vlny sú vykompenzované zhlukmi druhej vlny a tak vytvárajú konštantný tlak vzduchu. Konštantný tlak vzduchu pre nás znamená to, že prakticky nepočujeme žiaden zvuk prichádzajúci zo zdrojov. Tento jav sa nazýva "deštruktívna interferencia". Akustické rázy (takty):
Teraz, keď už vieme čo sa stane, keď sa prekryjú dve vlny s rovnakou frekvenciou, pozrime sa čo sa stane pri prekrytí dvoch zvukových vĺn s rôznou frekvenciou. Dve ladičky sú vedľa seba, jedna vydáva zvuk o frekvencii 440 Hz a druhá zvuk o frekvencii 438 Hz. Ak uvedieme do činnosti obe ladičky (ktoré majú rovnaké amplitúdy) v ten istý okamžik, nebudete počuť konštantný zvuk. Namiesto toho, hlasitosť skombinovaného zvuku bude rásť a klesať. Zakaždým keď sa zhluk stretne so zhlukom alebo zriedenie so zriedením, nastáva konštruktívna interferencia a amplitúda rastie. Zakaždým, keď zhluk stretáva zriedenie a naopak, nastáva deštruktívna interferencia, hlasitosť klesá. Tieto periodické zmeny hlasitosti sa nazývajú rázy.
V našom prípade budete počuť hlasitosť rásť a klesať 2-krát za sekundu, lebo platí 440-438=2. Teda frekvencia rázov je 2 Hz. Hudobníci pri ladení počúvajú rázy, aby zistili, či je ich nástroj je naladený. Hudobník počúva ladičku, ktorá vydáva čistý tón a hrá danú notu na svojom nástroji. Ak počuje rázy, potom vie, že jeho nástroj je rozladený. V momente, keď rázy zmiznú, je nástroj naladený.