Tonnta Sheasmhacha ar Theadán
Bain teadán giotáin, séid trasna bhealadh buidéal, nó croith rópa léime ag an luas ceart, agus feicfidh tú an feiniméan céanna: dhá thonn ag taisteal i dtreonna urchaideacha ar an meáin chéanna ag cur isteach ar a chéile chun patrún a chruthú a bhfuil cuma air go seasann sé seachas taisteal. Tarlaíonn sé seo aon uair a fhrithchaitheann tonn as deireadh daingean nó saor agus forluíonn sé lena fhrithchaitheamh féin — ag formhinicíochta is toradh murlach mearbhlach é, ach ag minicíochtaí resúnainse ar leith ghlasann an idirghabháil isteach i bpatrún glan, sheasmhach de phointí nach bogann riamh (nóid) agus phointí a luascann idir díláithriú uasta (frithnóid). Braitheann beagnach gach uirlis cheoil, ó theadáin go huirlisí gaoithe go craicinn druma, ar an iompar seo go díreach chun airde chobhsaí a tháirgeadh.
Nóid agus frithnóid
Is pointí a fhanann socair iad nóid; luascann frithnóid le haimplitiúid uasta. Braitheann líon na ndeighleáin ar mhinicíocht agus coinníollacha imeall.
Resúnans agus armóinigh
Ag minicíochtaí resúnainse, tagann iolruithe slánuimhriúla de leath-thonnfhaid ar an teadán. Cuirionn gach harmónach frithnód eile idir deireadh daingne.
Cothromóid na Toinne
Socraíonn an meán a thaistlíonn tonn tríd luas na toinne — mar shampla teannas teadáin nó an t-aer a bhogann sí tríthi — ní an ráta a chroitheann tú an fhoinse. Toisc go bhfanann an luas daingean, caithfidh gach timthriall a sheolann tú amach dul isteach sa luas céanna sin. Mar sin, cuireann croitheadh níos tapa na timthriallta níos dlúithe le chéile, ina thonnfhad níos giorra.
An fhoirmle
v = f · λ
- v — luas toinne (m/s): cé chomh tapa is atá patrún na toinne ag bogadh tríd an meán
- f — minicíocht (Hz): cé mhéad timthriall toinne a thagann thar phointe in aghaidh an tsoicind
- λ — tonnfhad (m): fad aon timthriall toinne amháin iomlán
Sampla oibreáilte
Taistlíonn tonn ina treo ar theadán, ag críochnú 5 thimthriall iomlán in aghaidh an tsoicind. Leathann gach timthriall amach ar 2 mhéadar. Cé chomh tapa is atá an tonn ag taisteal?
- f = 5 Hz
- λ = 2 m
- v = f · λ
- v = 5 Hz × 2 m
v = 10 m/s
Cuir tástáil ort féin
Fós iompraíonn an teadán céanna tonnta ag 10 méadar in aghaidh an tsoicind. Má chroitheann tú í ag 10 heirt in ionad 5, cad a tharlaíonn don dtonnfhad?
- Dúbáiltear go 4 m í
- Fanann sí ag 2 m
- Freagra ceart: Laghdaítear go 1 m í
Ceart! Is é an teadán a shocraíonn an luas, mar sin λ = v / f = 10 m/s ÷ 10 Hz = 1 m — leathnaíonn dúbáil na minicíochta an tonnfhad.
Tá minicíocht 4 heirt ag tonn eile agus tonnfhad 3 mhéadar. Cad é a luas?
- Freagra ceart: 12 m/s
- 7 m/s
- 0.75 m/s
Sea! v = f · λ = 4 Hz × 3 m = 12 m/s.
Cén áit a bhfeiceann tú é seo
Is é teannas sreinge giotáir an chothromóid seo i bhfoirm fuaime: iompraíonn an tsreing níos teinne tonnta níos tapa, agus tagann gach creathadh a sheolann an seinnteoir amach ar ais mar thon níos airde. Déanann croitheadh níos tapa den tsreing rud éigin eile: fanann an tonn ag taisteal ag an luas a cheadaíonn an tsreing, ach pacáiltear na timthriallta níos dlúithe ina thonnfhad níos giorra. Is é an meán, ní an ceoltóir, a shocraíonn an luas.
Botúin choitianta
Is é an freagra tapa mícheart ná ceapadh gur féidir le croitheadh níos tapa den fhoinse an tonn a dhéanamh níos tapa ar thaisteal — is é an meán amháin a shocraíonn an luas, mar sin ní dhéanann croitheadh níos tapa ach an tonnfhad a ghiorrú: atheagraigh v = f · λ mar λ = v / f agus tá an trádáil soiléir. Croith teadán 10 m/s ag 10 heirt in ionad 5 agus titfidh an tonnfhad ó 2 mhéadar go 1 méadar, agus ní bhogann an luas riamh. Níl an mhinicíocht agus an tonnfhad ina gcnaipíní neamhspleácha.
Conas a nascann sé
Is í seo an phríomhchothromóid d’aonad na dtonnta ar fad: is é iarmhairt Doppler an méid a tharlaíonn nuair a chuirteann gluaiseacht na foinse féin na tonnfhaid as ailíní ag luas toinne daingean, agus is iad buillí dhá mhinicíocht atá beagnach ionann ag malartú céime isteach agus amach as comhchéim. Sroicheann sé thar mhodúil freisin — is é tonnfhad an tsolais, tríd an gcaidreamh céanna seo, a rialaíonn idirghabháil agus difrea san optaic.