Den fornemmelse, som vi mærker i vores ører, kaldes lyd. Det er en form for energi, som får os til at høre. Vi hører flere lyde omkring os i vores hverdag.
Vi ved, at lyd bevæger sig i form af bølger.
En bølge er en vibrerende forstyrrelse i et medium, som transporterer energi fra et punkt til et andet, uden at der er direkte kontakt mellem de to punkter.
Vi kan sige, at en bølge opstår ved vibrationer af partiklerne i det medium, som den passerer igennem.
Der findes to typer af bølger: Longitudinalbølger og tværgående bølger.
Longitudinalbølger: En bølge, hvor partiklerne i mediet vibrerer frem og tilbage i “samme retning”, som bølgen bevæger sig i. Mediet kan være fast stof, væske eller gasser. Derfor er lydbølger longitudinale bølger.
Transversale bølger: En bølge, hvor partiklerne i mediet vibrerer op og ned ‘vinkelret’ på den retning, som bølgen bevæger sig i. Disse bølger produceres kun i faste stoffer og væsker, men ikke i gasser.
Lyd er en longitudinal bølge, som består af kompressioner og sjældnefaktioner, der bevæger sig gennem et medium.
Lydbølger kan beskrives ved hjælp af fem karakteristika: Bølgelængde, Amplitude, Tidsperiode, Frekvens og Hastighed.
1. Bølgelængde
Den mindste afstand, inden for hvilken en lydbølge gentager sig selv, kaldes dens bølgelængde. Det vil sige, at det er længden af en hel bølge. Den betegnes med et græsk bogstav λ (lambda). Vi ved, at i en lydbølge kaldes den kombinerede længde af en kompression og en tilstødende kompression for dens bølgelængde. Ligeledes er afstanden mellem centrumene af to på hinanden følgende kompressioner eller to på hinanden følgende sjældnektioner lig med bølgelængden.
Bemærk: Afstanden mellem centrumene af en kompression og en tilstødende sjældnektion er lig med halvdelen af bølgelængden, dvs. λ/2. S.I.-enheden til måling af bølgelængden er meter (m).
2. Amplitude
Når en bølge passerer gennem et medium, bliver partiklerne i mediet midlertidigt forskudt fra deres oprindelige uforstyrrede positioner. Den maksimale forskydning af partiklerne i mediet fra deres oprindelige uforstyrrede positioner, når en bølge passerer gennem mediet, kaldes bølgens amplitude. Faktisk bruges amplituden til at beskrive bølgens størrelse. S.I.-måleenheden for amplitude er meter (m), selv om den undertiden også måles i centimeter. Ved du, at amplituden af en bølge er den samme som amplituden af det vibrerende legeme, der producerer bølgen?
3. Tidsperiode
Den tid, der er nødvendig for at producere en komplet bølge eller cyklus eller cyklus, kaldes bølgens tidsperiode. Nu produceres én komplet bølge ved én fuld vibration af det vibrerende legeme. Så vi kan sige, at den tid, der er nødvendig for at fuldføre én vibration, er kendt som tidsperiode. Den betegnes med bogstavet T. Måleenheden for tidsperiode er sekund (s).
Hvorfor er hastighed og hastighed ikke altid lige store?
4. Frekvens
Kilde: www.media.openschool.com
Antallet af komplette bølger eller cyklusser, der produceres på et sekund, kaldes bølgens frekvens. Da én komplet bølge produceres af én fuld vibration af det vibrerende legeme, kan vi sige, at antallet af vibrationer pr. sekund kaldes frekvens. For eksempel: Hvis der produceres 10 komplette bølger eller vibrationer på et sekund, vil bølgernes frekvens være 10 hertz eller 10 cyklusser pr. sekund. Ved du, at frekvensen af en bølge er fast og ikke ændrer sig, selv når den passerer gennem forskellige stoffer?
S.I.-enheden for frekvens er hertz eller Hz. Et vibrerende legeme, der udsender 1 bølge pr. sekund, siges at have en frekvens på 1 hertz. Det vil sige, at 1 Hz er lig med 1 vibration pr. sekund.
I nogle tilfælde kaldes en større enhed for frekvens for kilohertz (kHz), dvs. 1 kHz = 1000 Hz. En bølges frekvens betegnes med bogstavet f.
Frekvensen af en bølge er den samme som frekvensen af det vibrerende legeme, der frembringer bølgen.
Hvad er sammenhængen mellem en bølges tidsperiode og frekvens?
Den tid, der er nødvendig for at frembringe en hel bølge, kaldes bølgens tidsperiode. Antag, at en bølges tidsperiode er T sekunder.
I T sekunder er antallet af producerede bølger = 1
Så i 1 sekund vil antallet af producerede bølger være = 1/T
Men antallet af producerede bølger i 1 sekund kaldes dens frekvens.
Derfor gælder F = 1/Tids-periode
f = 1/T
hvor f = bølgens frekvens
T = bølgens tidsperiode
5. Bølgens hastighed (bølgens hastighed)
Den afstand, som en bølge tilbagelægger i løbet af et sekund, kaldes bølgens hastighed eller bølgens hastighed. Den repræsenteres ved bogstavet v. S.I.-enheden til måling af hastigheden er meter pr. sekund (m/s eller ms-1).
Hvad er sammenhængen mellem en bølges hastighed, frekvens og bølgelængde?
Hastighed = tilbagelagt afstand / tidsforbrug
Let v = λ / T
Hvor T = tidsforbrug for en bølge.
v = f X λ
Denne formel er kendt som bølgeligningen.
Hvor v = bølgens hastighed
f = frekvens
λ = bølgelængde
Bølgens hastighed = frekvens X bølgelængde
Dette gælder for alle bølger som tværgående bølger som vandbølger, langsgående bølger som lydbølger og de elektromagnetiske bølger som lysbølger og radiobølger
Derfor har vi lært forskellige egenskaber ved lydbølger.
Thermisk ekspansion af faste stoffer, væsker og gasser