|
Titel
3
|
Forløb#3: Bølger og lyd
Bølgebegreber
- Bølger som udbredende svingninger omkring en ligevægtsposition
- Bølgeegenskaber: periode, amplitude, bølgelængde, frekvens, udbredelseshastighed
- Bølgetyper: længde-/tværbølger (udsving hhv. langs med eller på tværs af udbredelsen)
- Bølgediagrammer i tid (viser svingningstiden/perioden) og rum (viser bølgelængden)
- Bølgeudbredelse som overførsel af energi, ikke stof
- Sammenhængen mellem frekvens og periode (f = 1 / T)
- Interferens som bølgefænomen, hhv. konstruktiv og destruktiv interferens
Lydbølger
- Lydbølger som mekaniske bølger, der udbreder sig i stof
- Lydens hastighed som v_lyd = 340 m/s
- Stedfunktionen som sammenhængen mellem strækning, hastighed og tid (∆s = v · ∆t)
- Bølgeligningen som sammenhængen mellem udbredelseshastighed, frekvens og bølgelængde (v = f · λ)
- Det akustiske spektrum (20 Hz – 20 kHz), samt begreberne ultralyd og infralyd
- Ekkolokation som afstandsbestemmelse med lydbølger
Svingende streng
- Grundtonen som den stående bølge med knudepunkt i hver ende af strengen
- Sammenhængen mellem grundtonens bølgelængde og strengens længde (λ = 2 · L)
- Sammenhængen mellem grundtonens frekvens, udbredelseshastigheden og bølgelængden (f = v_streng / (2L))
- Sammenhængen mellem overtonernes frekvenser, grundtonens frekvens og partialtonens nummer (f_n = f_1 · n n = 1, 2, 3…)
Svingende luft i åbent rør
- Grundtonen som den stående bølge med svingningsbug i begge mundinger af røret
- Sammenhængen mellem grundtonens bølgelængde og rørets længde (λ = 2 · L)
- Sammenhængen mellem grundtonens frekvens, udbredelseshastigheden og bølgelængden (f = v_lyd / (2L))
- Sammenhængen mellem overtonernes frekvenser, grundtonens frekvens og partialtonens nummer (f_n = f_1 · n n = 1, 2, 3…)
Svingende luft i halvåbent rør
- Grundtonen som den stående bølge med knudepunkt i bunden og svingningsbug i mundingen af røret
- Sammenhængen mellem grundtonens bølgelængde og rørets længde (λ = 4 · L)
- Sammenhængen mellem grundtonens frekvens, udbredelseshastigheden og bølgelængden (f = v_lyd / (4L))
- Sammenhængen mellem overtonernes frekvenser, grundtonens frekvens og partialtonens nummer (f_n = f_1 · n n = 1, 3, 5…)
Partialtoner, klangfarve og frekvensspektre
- Overtoner som de stående bølger med flere knudepunkter end grundtonen
- Instrumentklang som den komplekse sammensætning af partialtonerne
- Frekvensspektre som analyse af klangsammensætningen
Eksperimentelt arbejde
- Lydens hastighed med stedfunktionen (med det akustiske stopur fra PhyPhoX)
- Lydens hastighed med bølgeligningen (med tonegeneratoren fra PhyPhoX)
- Grundsvingningen på svingende streng (med funktionsgenerator og vibrator)
- Grundsvingningen i boomwhackers (med frekvensmåleren fra PhyPhoX)
- Grundsvingningen i reagensglas (med frekvensmåleren fra PhyPhoX)
- Analyse af klangfarver (med frekvensspektrummet fra PhyPhoX)
Anvendt materiale
- Lydens hastighed 1: Measuring the speed of sound with a phone
(https://www.youtube.com/watch?v=uoUm34CnHdE)
- Lydens hastighed 2: Measuring the speed of sound with toilet rolls
(https://www.youtube.com/watch?v=ihKYVqkajig)
- Interferens: Fysikken bag noise-cancelling headphones
(https://www.youtube.com/watch?v=DcdRlq4_-yw)
|