Reflexión de la onda de sonido

Mi libro de texto dice que:

La reflexión de las ondas sonoras por desplazamiento desde un límite rígido (p. ej., el extremo cerrado de un tubo de órgano) es análoga a la reflexión de una onda de cuerda desde un límite rígido; reflexión acompañada de una inversión, es decir, un cambio de fase abrupto de π . Esto es consistente con el requisito de que la amplitud de desplazamiento permanezca en cero en el extremo rígido, ya que una partícula mediana en el extremo rígido no puede vibrar. Como el exceso de presión y el desplazamiento correspondientes a una misma onda sonora varían en π / 2 en términos de fase, un mínimo de desplazamiento en el extremo rígido será un punto de máxima presión. Esto implica que la onda de presión reflejada desde el límite rígido tendrá la misma fase que la onda incidente, es decir, un pulso de compresión se refleja como un pulso de compresión y un pulso de rarefacción se refleja como un pulso de rarefacción.

No entendí la última afirmación. Si el cambio de fase después de la reflexión desde un límite rígido es π , entonces, ¿no debería reflejarse un pulso de rarefacción como un pulso de compresión y un pulso de compresión como un pulso de rarefacción? Después de todo, la diferencia de fase entre una partícula en rarefacción y compresión es π . ¿Dónde estoy equivocado? Creo que tengo problemas para entender el π cambio de fase en el caso de la onda sonora. Lo mismo era fácil de entender en el caso de la onda en una cuerda. ¡Aclara esta confusión!

Respuestas (2)

La respuesta que busca está en realidad en el pasaje.

Hay dos formas de describir una onda de sonido: como una variación en la onda de presión y como una onda de desplazamiento medio de partículas, como se ilustra a continuación.

ingrese la descripción de la imagen aquí

. . . el exceso de presión y el desplazamiento correspondientes a la misma onda sonora varían en π/2 en términos de fase. . .

. . . un mínimo de desplazamiento en el extremo rígido será un punto de máxima presión. . .

Entonces, en un límite rígido, el desplazamiento medio es cero, mientras que la variación de presión es máxima.

Lo que lleva a la declaración,

Esto implica que la onda de presión reflejada desde el límite rígido tendrá la misma fase que la onda incidente, es decir, un pulso de compresión se refleja como un pulso de compresión y un pulso de rarefacción se refleja como un pulso de rarefacción.

Si el cambio de fase después de la reflexión desde un límite rígido es π, . . .

Esto es para la onda de desplazamiento, no para la onda de presión.
Mientras que para la onda de presión que es π / 2 fuera de fase con la onda de desplazamiento no hay cambio de fase en un límite rígido.

Considerando una ecuación de onda:

y = A porque ( k X ω t + ϕ 0 ) ϕ = ( k X ω t + ϕ 0 )
Un cambio brusco de π en la fase ϕ es como poner A porque ( ϕ + π ) en lugar de A C o s ( ϕ ) el cual, resulta ser A C o s ( ϕ )

Ahora, cuando miras el gráfico de una de estas funciones sinusoidales, ves que los máximos se convierten en mínimos y aquellos con el valor cero permanecen cero.