Fysik

Bølger - interferens

18. oktober 2012 af mimok (Slettet)

Jeg har fået nogle problemer med følgende opgave: - Jeg har søgt på studieportalen, men jeg har ikke kunnet finde svar, som jeg forstod. 

En funktionsgenerator leverer en sinusformet spænding. Spændingen registreres med et oscilloskop. Figuren viser billedet på oscilloskopets skærm.

a) Bestem frekvensen.

Jeg har ud fra figuren aflæst perioden T=0,8ms, også har jeg beregnet frekvensen: f=1/T=1/0,8ms=1250Hz

Funktionsgeneratoren forbindes til en højttaler, og tonen fra højttaleren registreres af en mikrofon. Endnu en højttaler sluttes til funktionsgeneratoren, så de to højttalere udsender den samme tone i fase. Figuren viser placeringen af mikrofonen i forhold til højttalerne.
Lydens fart i luft er 344 m/s.


b) Forklar, hvordan styrken af det lydsignal, mikrofonen registrerer, ændrer sig ved tilslutningen af den anden højttaler. (se vedlagt fil)

Det er denne opgave, som jeg har svær med. Jeg har fået at vide, at det er destruktiv interferens, men hvordan har jeg vise/beregne det?

Vedhæftet fil: Unavngivet.png

Brugbart svar (1)

Svar #1
18. oktober 2012 af Andersen11 (Slettet)

Signalet, der udsendes af hver højttaler, er

f(t) = a·sin((2π/T)·t)

I afstanden s1 fra en højttaler modtages dette signal til tiden ts1 = t + s1/v , hvor v er lydhastigheden.

Signalet, som mikrofonen modtager, er kombineret af de to signaler fra højttalere i afstanden s1 og s2, så der modtages signalet

F(t) = f(t -s1/v) + f(t - s2/v)


Svar #2
18. oktober 2012 af mimok (Slettet)

Okay, er der en anden måde at vise dette på? For jeg er ikke helt med, alle de formler som er nævnt i #1 har jeg ikke set før.

Det jeg ved om destruktiv interferens er  to bølger med bølgelængden λ udsendt i takt fra et punkt A og B svækker hinanden i et punkt P, når vejforskellen hen til P for de interferede bølger er 1/2*λ, 3/2*λ, 5/2λ,..


Brugbart svar (1)

Svar #3
18. oktober 2012 af Andersen11 (Slettet)

#2

Du må have set udtrykket for en sinusfunktion før, og der udnyttes kun at der med hastigheden v i tidsrummet t tilbagelægges afstanden s = v·t .

Sætter man de kendte størrelser ind i udtrykket for det kombinerede signal, fås

F(t) = a·sin((2π/T)·(t - s1/v)) + a·sin((2π/T)·(t - s2/v))

       = a·sin((2π/T)·t)·cos((2π/T)·s1/v) - a·cos((2π/T)·t)·sin((2π/T)·s1/v)

         +a·sin((2π/T)·t)·cos((2π/T)·s2/v) - a·cos((2π/T)·t)·sin((2π/T)·s2/v)

      = a·sin((2π/T)·t)·(cos((2π/T)·s1/v) + cos((2π/T)·s2/v))

       - a·cos((2π/T)·t)·(sin((2π/T)·s1/v) + sin((2π/T)·s2/v))


Svar #4
18. oktober 2012 af mimok (Slettet)

Ja, men jeg har ikke set sinus i brug med bølger. Jo med gitterformlen, men det skal vel ikke bruges her, da det er lyd og ikke lysbølger.


Brugbart svar (1)

Svar #5
18. oktober 2012 af Andersen11 (Slettet)

#4

Det oplyses jo, at funktionsgeneratoren leverer en sinusformet spænding.


Svar #6
18. oktober 2012 af mimok (Slettet)

Okay, det havde jeg lige glemt. Min fejl. Så er jeg med.


Brugbart svar (1)

Svar #7
19. oktober 2012 af Jerslev (Slettet)

#0: Kig på interferens. Beregn bølgelængden og find frem til, om der opstår konstruktiv eller destruktiv interferens i punktet, når der tilsluttes en ny højtaler. At beregne på signalet fra sinusfunktionerne er overkill, og bestemt ikke det, der forventes.


Skriv et svar til: Bølger - interferens

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.