Bølger og lyd
Vandrende bølge på en streng
Tryk på Afspil — se y = A sin(kx − ωt) udbrede sig; mål y(t) i strengens midte.
Vandrende bølge på en streng — interaktiv Bølger og lyd-simulation. Tryk på Afspil — se y = A sin(kx − ωt) udbrede sig; mål y(t) i strengens midte. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.
Løbende bølge
En sinusformet forstyrrelse bevæger sig langs en streng med farten v = √(T/μ).
Hvert punkt svinger transversalt, mens mønsteret bevæger sig langs strengen. Bølgetallet k og vinkelfrekvensen ω kobles af dispersionsrelationen for en streng.
- y = A sin(kx − ωt)
- v = √(T/μ)
Undersøgelsesoplæg
Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet
Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.
Drivende spørgsmål
En streng med fast spænding bærer en løbende bølge. Hvis du driver den med en højere frekvens, hvad sker der så med bølgelængden?
Forudsigelser at afveje
- Bølgelængden bliver kortere — bølgehastigheden er fast, så en højere frekvens presser mønstret sammen.
- Bølgelængden bliver længere ved højere frekvens.
- Bølgelængden ændrer sig ikke med frekvensen.
Variablers roller
Det, du indstiller:
- Driverfrekvens f (Hz)
Det, du måler:
- Bølgehastighed v (m/s)
- Bølgelængde λ (m)
Sådan forløber undersøgelsen
- Åbn forudstillingen travelling-wave, og tryk på Nulstil. Strengens spænding (120 N) og masse pr. længde (0.01 kg/m) er faste.
- Slå bølgelængdeaflæsningen til på strengen.
- Indstil driverfrekvensen for hvert forsøg, og notér bølgelængden, når mønstret er stabilt.
Styrende ligning
Bølgehastighed på en streng — v = √(T/μ)
Den fart, hvormed en transvers bølge bevæger sig langs en udspændt streng, afhænger kun af strengens spænding og masse pr. længdeenhed — ikke af frekvens eller amplitude.
Den universelle bølgerelation — v = f·λ
For enhver bølge er hastigheden lig med frekvens gange bølgelængde. Da v er fastlagt af strengen, tvinger en højere f λ til at krympe proportionalt.
Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud
- Beregn for ét forsøg v = √(T/μ) med T = 120 N og μ = 0.01 kg/m og derefter λ = v/f. Sammenlign begge med tabellen.
- Bølgehastigheden er den samme i alle tre forsøg. Forklar ud fra v = fλ, hvorfor en fordobling af frekvensen må halvere bølgelængden.
Hvor det viser sig uden for laboratoriet
- Hvis du i stedet øgede strengens spænding frem for dens frekvens, ville bølgehastigheden så stige eller falde? Ville bølgelængden ved en fast frekvens blive længere eller kortere?
- En bølges hastighed afhænger af mediet (her spændingen og massen pr. længde), ikke af, hvor hurtigt du ryster strengen. Forklar, hvorfor frekvens og bølgehastighed er uafhængige størrelser, du indstiller hver for sig.
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.2 Wave model
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Middle School Physical Science — Wave amplitude and energy
- Middle School Physical Science — Waves meeting materials
- Velkommen til Løbende bølge
- Vælg strengen
- Tryk på Afspil
- Se den bevæge sig
- Åbn egenskabspanelet
- Du klarede det!
Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.
Åbn interaktivt laboratorium →