¿Por qué las ondas estacionarias de presión tienen diferente ubicación de nodos con respecto a las correspondientes ondas de desplazamiento?

En acústica, la onda de presión tiene un π / 2 diferencia de fase con la onda de desplazamiento. Pero no entiendo cómo esto conduce a una posición diferente de los nodos de presión dentro de un tubo con respecto a los nodos de desplazamiento.

En la interferencia, lo importante es la diferencia de fase , por lo que si tengo dos ondas que interfieren creando una onda estacionaria, si ambas ondas de presión tienen una π / 2 diferencia de fase con respecto a las ondas de desplazamiento correspondientes, entonces la diferencia de fase entre las dos ondas de presión sería la misma que entre las dos ondas de desplazamiento.

Entonces, aparentemente no hay diferencia en la interferencia de las ondas de presión o desplazamiento, por lo tanto, no veo la razón de la ubicación diferente de los nodos, por ejemplo en la siguiente situación.

Considere dos altavoces a la misma frecuencia uno frente al otro que interfieren creando una onda estacionaria: los nodos de presión estarían ubicados exactamente donde están los nodos de desplazamiento, porque la diferencia de fase es cero en el punto medio entre los altavoces tanto para desplazamiento como para ondas de presión , luego a intervalos espaciales de λ / 4 a partir del punto medio se ubicarían los nodos de presión (y también de desplazamiento).

Entonces, ¿por qué los nodos de una onda estacionaria de presión deberían tener una ubicación diferente con respecto a los de la onda estacionaria de desplazamiento correspondiente?


Para aclarar la pregunta: en la imagen hay una posible situación descrita con los dos altavoces, que emiten sonido en fase a la misma frecuencia. Estoy seguro de que las ondas de desplazamiento tendrán un antinodo en el punto medio, pero ¿qué pasa con la onda de presión ? Es A o B el diagrama correcto de la onda de presión correspondiente?ingrese la descripción de la imagen aquí

Por un lado hay una diferencia de pase de π / 2 con el desplazamiento que me hace pensar en B (nodo en el centro en lugar de un antinodo).

Por otro lado, si ambas ondas provenientes de los dos altavoces diferentes tienen la misma diferencia de fase con la onda de presión correspondiente, entonces en el punto medio debería haber todavía un antinodo (como para el desplazamiento) porque la diferencia de fase de las ondas de presión calculada en el punto medio debe ser

Φ 1 Φ 2 = k ( L 2 ) π 2 ( k ( L 2 ) π 2 ) = 0
Lo que significa interferencia constructiva en el punto medio ( L es la distancia entre los altavoces y k = 2 π λ ).

No estoy seguro de entender la pregunta. En el contexto de, digamos, un tubo de Rubén, es la presión promedio (y por lo tanto el flujo neto de gas) la que varía de manera diferente a la amplitud del campo de desplazamiento. Así que no estás hablando de un resultado macroscópico diferente en lugar de una onda microscópica diferente.
@dmckee ¡Gracias por la respuesta! Agregué algunas explicaciones en la pregunta, en particular es A o B correcto en el diagrama?
Los altavoces funcionan desplazando el aire junto a ellos. Por lo tanto, su diagrama de desplazamiento es incorrecto. Hay un antinodo en ambas posiciones de los altavoces.

Respuestas (1)

Hay una diferencia entre presión y desplazamiento: la presión es "absoluta", el desplazamiento tiene una dirección. Con los altavoces a la izquierda y a la derecha, apuntándose entre sí, la onda de presión de la derecha será la imagen especular de la de la izquierda, la onda de desplazamiento no solo se refleja sino que también cambia de signo (reflejada por el eje x) . Teniendo en cuenta ese cambio de fase, debería tener más sentido.