Stående bølger på en streng
Når bølger reflekteres og interfererer, dannes stabile mønstre med knuder og bug. Stående bølger er centrale for musikinstrumenter og resonans.
Knuder og bug
Knuder er punkter, der står stille; bug svinger med maksimal amplitude. Antallet af segmenter afhænger af frekvensen og randbetingelserne.
Resonans og overtoner
Ved resonansfrekvenser passer hele multipla af halve bølgelængder på strengen. Hver overtone tilføjer endnu et bug mellem de faste ender.
Se resonans i laboratoriet
Drev en streng ved forskellige frekvenser i simuleringen, og se stående mønstre dannes med live aflæsning af bølgelængde og hastighed.
Bølgeligningen
En bølges hastighed bestemmes af mediet, den bevæger sig gennem, som en snors spænding eller den luft, den bevæger sig i — ikke af, hvor hurtigt du ryster kilden. Fordi hastigheden forbliver fast, skal hver svingning, du sender ud, passe ind i den samme hastighed, så en hurtigere rysten pakker svingningerne tættere sammen til en kortere bølgelængde.
v = f · λ
- v — bølgehastighed (m/s): hvor hurtigt bølgemønsteret bevæger sig gennem mediet
- f — frekvens (Hz): hvor mange bølgesvingninger der passerer et punkt hvert sekund
- λ — bølgelængde (m): længden af én hel bølgesvingning
En bølge bevæger sig langs en snor og fuldfører 5 hele svingninger hvert sekund. Hver svingning strækker sig over 2 meter. Hvor hurtigt bevæger bølgen sig?
- f = 5 Hz
- λ = 2 m
- v = f · λ
- v = 5 Hz × 2 m
v = 10 m/s