Tvær- og længdesvingninger

Man kan lave nogle store buer med en lang metalfjeder, sådan som de to piger på billedet er i gang med.

Svinger man en fjeder på denne måde, ser det næsten ud som om fjederen står stille i nogle store buer.

Svinger man hurtigere, bliver der flere buer og mere bevægelsesenergi.

I dette forsøg lærer vi nogle nye begreber, som vi skal kunne anvende, når vi snakker om lyd og lys.

En fjeder kan svinge på to måder. Enten fra side til side eller i længderetningen. De to bølgetyper skal hjælpe os til at forstå, hvordan lyd, lys og energi udbreder sig.

Tværsvingninger

Herunder ses et digitalfoto af tværsvingninger. Der er brugt en lang, hvid elastik, og bølgerne er frembragt med en generator. Man kan justere frekvensen, og på et tidspunkt er det som om svingningerne står stille. Man bruger udtrykket "stående svingninger".

Afstanden fra knudepunkt A til punkt B er en hel bølgelængde. Der er en bug der, hvor svingningen går op eller ned. Der hvor bølgen står stille, siger man at der er en knude.

Bølger er energi i bevægelse. Jo større bugen (amplituden) er, jo mere bevægelsesenergi er der. Jo hurtigere svingningstiden er, jo mere energi er der i bevægelse.

Guitar og violin

En guitar eller violin har nogle lange strenge, som kan sættes i svingninger. De svinger fra side til side, altså tværsvingninger.

På en guitar klimter man med fingrene eller bruger et plektar.

Spiller man violin, bratsh eller cello, bruger man en bue.

En tyk streng svinger langsomt og frembringer dybe toner (bas).

En tynd streng svinger hurtigt og frembringer høje toner (diskant).

Længdesvingninger

Længdesvingninger er når en fjeder bevæger sig i længderetningen. Der dannes fortætninger og fortyndinger. Bevægelsen og dermed energien går fra bølgegiveren og fremefter.

Her til højre sendes en længdebølge af sted. Den mørke del af slinky-fjederen er en fortætning.

Ofte vil fortætningen nå den anden ende, hvor der sidder en og holder fast i fjederen. Fortætningen kastes tilbage, en slags ekko.

 

 

 

 

 

Her ser vi en fortætning på en slinky-fjeder.

 

 

Her er en fortynding.

 

 

 

 

Herunder ses en god illustration af længdebølger. Læg mærke til, at partiklerne flytte sig kun frem og tilbage. Det er energien, der bevæger sig fra venstre mod højre.

Frekvensgenerator

Lydbølger er det bedste eksempel på længdesvingninger.
De bevæger sig fremad med 340 meter pr. sekund.
Mere om de i næste emne.

Her til højre ser du en vibrationsgenerator.
Den blev brugt til forsøgene med tvær- og længdesvingninger. Den er i stand til at generere meget langsomme svingninger på 1 svingning pr. sekund og op til mange tusinde pr. sekund.

Vi bruger også generatoren til lydforsøg.

 

 

 

Se og hør om bølger på dette video-klip . . .