Experimento de resonancia
teoría de los cortos
Hoy en la clase de física de la escuela secundaria, realizamos un experimento sobre la resonancia del sonido, con una configuración como esta...
En pocas palabras, se supone que las ondas de sonido rebotan con la superficie del agua y una onda de sonido reflejada en fase con la onda de sonido incidente causará resonancia.
Nuestro maestro nos dijo (y comprobamos experimentalmente) que si la resonancia máxima para un (cualquier frecuencia en realidad, pero usé una diapasón hoy) diapasón se produjo cuando entonces la longitud de la columna de aire es , el siguiente punto de resonancia máxima ocurrirá cuando la longitud de la columna de aire se ajuste a .
Mi pregunta es: ¿ Por qué ocurre la resonancia máxima al triple de la longitud de la columna de aire para la resonancia máxima anterior? Además, si la onda reflejada está desfasada con la onda incidente, ¿realmente las ondas de sonido se anularán entre sí y no producirán ningún sonido? No entiendo por qué puede pasar esto. Además, ¿puedo hacer coincidir de alguna manera dos ondas de luz desfasadas entre sí para cancelarse entre sí?
Respuestas (1)
joshfísica
¿Por qué ocurre la resonancia máxima al triple de la longitud de la columna de aire para la resonancia máxima anterior?
Debido a que la resonancia en una tubería que está cerrada en un extremo ocurre cuando se genera una onda estacionaria de aire dentro de la tubería, y esto solo puede suceder si el extremo abierto de la columna de aire es un antinodo de desplazamiento (donde la onda está en su máxima amplitud ), mientras que el extremo cerrado de la columna de aire es un nodo de desplazamiento (donde la onda tiene amplitud cero). Si intenta encajar una sinusoide en una tubería de cierta longitud con estas restricciones, obtendrá una secuencia de posibles ondas estacionarias como se muestra en el siguiente diagrama:
Como puede ver, la primera posibilidad es que un cuarto de longitud de onda cabe en la tubería, mientras que la segunda posibilidad es que las tres cuartas partes de la longitud de onda quepan en la tubería. Es decir, en el segundo caso la tubería debe ser tres veces más larga que en el primero como indicaste.
Además, si la onda reflejada está desfasada con la onda incidente, ¿realmente las ondas de sonido se anularán entre sí y no producirán ningún sonido?
Sí. Las amplitudes de las dos ondas se suman. Si las ondas están completamente desfasadas, entonces en cada punto del espacio, las amplitudes de las ondas tendrán signo opuesto, por lo que cuando sumas las amplitudes, se cancelan.
¿Puedo hacer coincidir de alguna manera dos ondas de luz desfasadas entre sí para cancelarlas?
Sí. Hay un experimento muy famoso, el experimento de la doble rendija , donde esto realmente sucede. De hecho, no es demasiado difícil realizar este experimento en casa. Consulte la siguiente pregunta de física.SE:
¿Es posible reproducir el experimento de doble rendija por mí mismo en casa?
teoría de los cortos
joshfísica
¿Mi comprensión de la resonancia de ondas estacionarias es satisfactoria en este ejercicio?
Frecuencia de un diapasón
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usuario80551