Hvorfor hvis en frekvens af bølger er mindre end den grundlæggende, der ikke produceres stationær?

Forståelse af grundlæggende frekvens og stående bølger

* Grundlæggende frekvens: Dette er den laveste naturlige frekvens, hvor et system (som en streng, et rør eller et tromlehoved) kan vibrere. Det er den hyppighed, der producerer det mest basale, enkleste vibrationsmønster.

* Stående bølger: Dette er bølgemønstre, der ser ud til at være stationære, fordi interferensen af ​​to bølger, der bevæger sig i modsatte retninger, skaber punkter med maksimal amplitude (antinoder) og nul amplitude (knudepunkter).

Hvorfor lavere frekvenser skaber ikke stående bølger

1. resonans: Stående bølger dannes kun, når hyppigheden af ​​de indkommende bølgekampe (eller er et multiplum af) systemets naturlige resonansfrekvenser. Disse resonansfrekvenser bestemmes af systemets fysiske egenskaber (f.eks. Længde, spænding, masse pr. Enhedslængde).

2. interferens: For at en stående bølge skal dannes, skal den indkommende bølge og dens reflekterede bølge forstyrre konstruktivt. Dette betyder, at de to bølgers kamre og trug skal justeres.

3. frekvens og bølgelængde: Forholdet mellem frekvens (F), bølgelængde (λ) og bølgen (V) hastighed er givet af:

* v =fλ

* En lavere frekvens betyder en længere bølgelængde.

* En længere bølgelængde passer ikke til grænsevilkårene for systemet korrekt til konstruktiv interferens kan forekomme.

Eksempel:Et strenget instrument

Forestil dig en guitarstreng.

* Grundlæggende frekvens: Dette er den note, som strengen producerer, når den plukkes.

* lavere frekvenser: Hvis du prøver at tvinge en bølge med en frekvens, der er lavere end det grundlæggende på strengen, vil bølgelængden af ​​bølgen være for lang til at passe inden for længden af ​​strengen. Bølgen reflekterer frem og tilbage, men det blander sig ikke konstruktivt at producere en stående bølge.

Konklusion

Sammenfattende vil en bølge med en frekvens, der er lavere end den grundlæggende frekvens af et system, ikke skabe en stående bølge, fordi det ikke kan opfylde betingelserne for resonans og konstruktiv interferens, der kræves for deres dannelse.