1
Interferenta
undelor mecanice.Unde stationare
Atunci
cand
asculti muzica,la fiecare ureche pot ajunge sunetele provenite de la
doua surse
sonore.Intr-un mediu elastic se pot propaga in acelasi timp mai multe
unde
progressive,provenite de la surse diferite sau de la aceeasi
sursa,direct si in
urma fenomenului de reflexie.
Fenomenul de suprapunere a doua sau mai
multe unde care ajung intr-un punct al mediului elastic poarta numele
de
interferenta.
Regiunea din spatiu in care are loc
fenomenul de interferenta se numeste camp de interferenta.
Orice
camp de
interferenta este caracterizat prin existenta unor puncte care
oscileaza cu
amplitudini diferite.
Undele
produse
pe suprafata unui lichid aflat in reapus doua corpuri care ating
periodic acea
suprafata interfereaza constructive in puctele de amplitudine maxima si
interfereaza distructiv in punctele de amplitudine minima
Interferenta este stationara in
punctele din campul de
interferenta(amplitudinea ramane constanta in timp)daca sursele de unde
sunt
coerente(diferenta dintre faza se mentine constanta in timp).Noua unda
este
formata din ventre si noduri care nu se deplaseaza in timp si se
numeste unda
stationara.Punctele cu amplitudine maxima de oscilatie se numesc ventre
iar
cele cu amplitudine minima noduri.
Se pot forma unde stationare intr-un fir elastic
prin excitarea periodica in apropierea mijlocului sau
la un capat al firului.Intr-o unda stationara
toate punctele oscileaza cu amplitudini constante in timp,cuprinse
intre
valoarea maxima in ventre si valoarea 0 in noduri.
Distributia
energiei in undele stationare
Intr-o unda stationara toate oscilatoarele au
amplitudini constante in timp,a caror marime depinde numai de
coordonata
x.Distanta dintre ventre sau dintre doua noduri consecutive este,iar dintre nod si
un ventru consecutive este
Unda stationara este rezultatul
interferentei a doua puncte coerente de
amplitudini egale,care se propaga pe aceeasi directie,dar in sensuri
opuse.Amplitudinile oscilatiilor variaza de la un oscillator la altul
si se
repeat la distante egale cu
1
Energia este localizata in ventrele
de oscilatie.Fiecarei figure de
interferenta ii corespunde o anumita energie si distribuire a
acesteia.Studiul
perturbatiilor mecanice prin placi vibrante prezinte importanta in
problemele
izolarii fonice a incaperilor si in acustica salilor.Forma
arhitectonica si
mobilierul capitonat influenteaza calitatea sunetelor receptionate.
Undele cu anumite frecvente care formeaza
unde stationare se numesc armonice.
Experimente pentru studiul interferentei undelor mecanice in corzi elastice
In corzile elastice se formeaza unde
stationare.Formarea unei unde stationare intr-o coarda depinde de
lungimea
ei,de frecventa si de modul de fixare:cu un capat liber,cu capete fixes
au
libere.Fata de capetele fixe ale coardei la distante egale cu jumatate
din
lungimea de unda,unda stationara prezinta puncte in care oscilatia s-a
stins
complet si intre ele gasim puncte care oscileaza maxim
Un mod de vibratie al unei surse
sonore reprezinta distributia si nodurile
undelor stationare formate.Frecventa cea mai joasa se numeste
fundamentala iar
celelalte frecvente se numesc armonice.Acestea depend de lungimea
corzii.
Experimente pentru studiul
functionarii unor instrumente musicale cu coarde
de suflat.
Inaltimea sunetelor depinde de frecventa
lor.Urechea umana sesizeaza spectrul frecventelor cuprinse intre 16 Hz
si 16000
Hz.Sunetele cu frecvente mai mici decat 16 Hz se numasc infrasunete iar
cele cu
o frecventa peste 16.000 Hz se numesc ultrasunete.
|