Stehende Wellen
Quelle: Arianna Brown, Asantha Cooray, PhD, Department of Physics & Astronomie, School of Physical Sciences, University of California, Irvine, CA
Stehende Wellen oder stehende Wellen sind Wellen, die nicht scheinen, zu propagieren und entstehen durch die Interferenz von zwei Wellen mit gleicher Frequenz und Amplitude in entgegengesetzter Richtung unterwegs. Diese Wellen erscheinen oben und unten ohne lineare Bewegung zu vibrieren und am leichtesten in vibrierenden finite Medien wie einer gezupften Gitarrensaiten, Wasser in einem See oder Luft in einem Raum identifiziert. Zum Beispiel wenn eine Zeichenfolge an beiden Enden fixiert wird und zwei identische Wellen Reisen entlang der Länge gesendet werden, die erste Welle wird drücken Sie die Ende-Barriere und zurück in die entgegengesetzte Richtung, und die zwei Wellen überlagern werden, um eine stehende Welle erzeugen. Diese Bewegung ist periodisch mit Frequenzen, die durch die Länge des Mediums definiert und ist ein visuelles Beispiel für einfache harmonische Bewegung. Einfache harmonische Bewegung ist Bewegung, die schwankt oder ist periodisch, wo die Rückstellkraft ist proportional zur Vertreibung, d. h. je weiter etwas wird geschoben, je härter es drängt zurück.
Das Ziel dieses Experiments ist es, die Rollen der Welle Überlagerung und Reflexion bei der Schaffung von stehenden Wellen zu verstehen, und nutzen diese Konzepte um die ersten paar Resonanzfrequenzen zu berechnen, oder Obertöne, stehende Wellen auf ein aufreizendes. Jede Frequenz, die ein Objekt produziert hat eine eigene stehende Wellenmuster, wo die Welle mit der niedrigsten möglichen Frequenz der Grundfrequenz genannt wird. Eine harmonische ist eine Welle, die eine Frequenz proportional zur Grundfrequenz von Ganzzahl zahlen hat.
(1) unter Beachtung der Überlagerung und Reflexion der Slinky Impulse
- Erstrecken Sie sich eine slinky oder Stahl Feder längs einer Etage oder im Gang, ein Student mit einem Ende mit einem anderen Studenten halten die andere. Verwenden Sie Band, um zwei Länge "Barrieren" über einen Fuß weg von der Mitte der slinky, auf jeder Seite zu markieren. Mit Barrieren, die zwei Füße weg von der Mitte auf jeder Seite wiederholen.
- Abwechselnd starten Impulse (Rucken slinky kleinem Abstand horizontal und sofort s
| Harmonische (n) | # Zyklen | Gesamtzeit (s) | Frequenz (Hz) | f/f0 | Periode (s) | Wellenlänge (m) |
| 1 | 10 | 19.2 | 0.521 (f-0) | 1 | 1.210 | 16 m Anwendung und Zusammenfassung In diesem Experiment wurden die Konzepte der Welle Überlagerung und stehende Wellen in zwei Demonstrationen erkundet. Welle Reflexion und konstruktive und destruktive Interferenz wurden in die erste Demonstration visualisiert. Im zweiten Fall wurden die Veränderungen in Häufigkeit und Zeitraum gemessen und höhere harmonischen Frequenzen erwiesen sich ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz. Ein berühmtes Beispiel für stehende Wellen in der realen Welt sind die Saiten auf eine Gitarre ode... Tags Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten |
