Verander klankfrekwensie met medium: hoekom nie


Klankspoed in lug is 330 m/s, terwyl dié in water 1480 m/s onder tipiese toestande is. Maar verander klankfrekwensie met medium? Kom ons bespreek in detail.

Frekwensie van klank bly dieselfde maar golflengte en snelheid verander in verskillende media. Frekwensie is slegs afhanklik van die bron van die klankgolf, terwyl snelheid en golflengte die parameters is wat wissel wanneer hulle deur verskillende media beweeg, aangesien dit afhang van die medium waarin die golf beweeg.

Lees meer oor 21+ Frekwensie van 'n Golf Voorbeeld: Gedetailleerde verduidelikings

Waarom verander frekwensie nie in verskillende mediums nie?

Klankgolwe kom onder die kategorie van longitudinale golwe en benodig 'n materiaalmedium vir voortplanting. 

Aantal golwe wat deur 'n vaste punt van die medium in 'n sekonde vorder of die aantal vibrasies van 'n deeltjie in die medium soos die golf beweeg, is die frekwensie daarvan. Soos 'n deeltjie in die medium met 'n bepaalde frekwensie vibreer, begin sy naburige deeltjie ook met dieselfde frekwensie vibreer. Frekwensie is onafhanklik van die medium, terwyl die snelheid van klankgolwe afhang van die elastisiteit en digtheid van die medium. 

v=√E/ρ

Frekwensie van die klankgolf verander slegs wanneer daar 'n verandering in die bron van die golf is en is onafhanklik van die styfheid van die materiaalmedium.

Dit is hoekom; die snelheid van klank verskil in vaste stowwe en vloeistowwe. 

Ons weet, v = fλ

waar, v is die snelheid, f is die frekwensie, λ is die golflengte van die klankgolf onderskeidelik.

Snelheid en golflengte van klankgolwe verander op so 'n manier om frekwensie konstant te hou. Gevolglik sal klankgolwe wat met hoë snelheid beweeg, groot golflengtes hê sodat frekwensie nie verander nie.

verander klankfrekwensie met medium
Verander klankfrekwensie met medium

Min gevalle/voorbeelde op Verander klankfrekwensie met medium

Ons brein sien klankgolffrekwensie as toonhoogte. So verandering in toonhoogte van 'n klank is gelykstaande aan verandering in sy frekwensie. Hier is 'n paar voorbeelde wat analiseer of klankfrekwensie met medium verander:

Die frekwensie van klank van enige musiekinstrument

Die frekwensie van klank wat deur 'n musiekinstrument geproduseer word, verander nie met medium nie, aangesien dit slegs van die bron daarvan afhang.

verander klankfrekwensie met medium
Klankfrekwensie vanaf kitaar
Beeldkrediete: Pixabay

Byvoorbeeld, die frekwensie van klank wat deur 'n kitaar geproduseer word, verander nie soos dit deur verskillende media voortplant nie. Die frekwensie daarvan verander slegs wanneer die musikant die note verander. Die snare van die kitaar is die bron van frekwensie van musikale klank wat van die kitaar geproduseer word. Die verandering in frekwensie word deur die luisteraars as die verandering in toonhoogte beskou.

Die getjirp van voëls

Die bron van die frekwensie van klank wat deur die getjirp van voëls geproduseer word, is hul stemband. Wanneer die vibrasies van die stembande verander, verander die frekwensie, maar dit verander nie met medium nie.

Die klank wat geproduseer word deur die lui van klokke

Om meer kru te verduidelik, neem aan dat 'n klok 4 keer per sekonde laat vibreer word. Dit impliseer dat die frekwensie 4 Hz is. Die omringende lugmolekules begin met dieselfde frekwensie vibreer en word na sy naburige molekules oorgedra. Geen ander middel kan die frekwensie van vibrasie verander nie, selfs wanneer die medium verander word.

Lees meer oor 4+ Diffraksie van klankvoorbeelde: gedetailleerde insig en feite

Kwelvrae: Verander klankfrekwensie met medium

Is die klankgolf dwars of longitudinaal? Verduidelik elkeen van hulle.

klink golf is 'n voorbeeld vir 'n longitudinale waai.

'n Longitudinale golf kan beskryf word as die soort golf waar die vibrasie van die deeltjies in die medium langs die voortplantingsrigting van die golf is. Inteendeel, 'n golf waar die vibrasie van deeltjies in 'n medium loodreg op die voortplantingsrigting van die golf is, word gedefinieer as 'n transversale golf.

Londitudinale en dwarsgolf
Beeldkrediete: Flickr

Liggolf, 'n elektromagnetiese straling, is 'n byvoorbeeld vir 'n transversale golf waar die vibrasies van elektriese veld, vibrasies van magnetiese veld en die voortplantingsrigting onderling loodreg op mekaar is.

Wat is Doppler-effek in klanke?

Doppler-effek in klankgolwe is die skynbare verandering in frekwensie van klank soos waargeneem deur die waarnemer wanneer óf die bron óf die waarnemer of albei nader of wegbeweeg van mekaar.

'n Eenvoudige demonstrasie vir Doppler-effek is wanneer 'n voorwerp wat klank produseer na ons toe beweeg, die frekwensie van klank toeneem of ons hoor klank met 'n hoë toonhoogte. En wanneer die bron van ons af wegbeweeg, neem die frekwensie van klank af of ons hoor lae toonhoogte klank. 

Die mees algemeen waargenome voorbeeld wat hierdie effek demonstreer, is die verandering in toonhoogte van die klank wat van 'n ambulans gehoor word wanneer dit vinniger met sy sirene beweeg. Wanneer die ambulans ons nader, hoor ons hoë toon klank en wanneer dit wegbeweeg, word lae toon klank gehoor.

Doppler-effek in klankgolwe
Beeldkrediete: Wikimedia Commons

Die formule vir die vind van die waargenome frekwensie van klank in Doppler-effek word gegee deur

f'=f (v' v0)/(v' vs)

Waar f' die waargenome frekwensie is

f is die werklike frekwensie

v is die snelheid van klankgolwe

v0 is die snelheid van die waarnemer

vs is die snelheid van die bron

Afhangende van of die bron en waarnemer nader of wegbeweeg, en die snelheid van die bron en die waarnemer, sal die bogenoemde formule effens verskil in verskillende situasies. Daar is vier verskillende gevalle:

  1. Wanneer bron die waarnemer nader wat in rus is

Aangesien die waarnemer in rus is, v0 = 0. Daarom word die vergelyking

f'=f (v/vvs)

  • Wanneer die bron wegtrek van 'n waarnemer wat in rus is

Hier, v0=0 en die rigting van snelheid van die bron is teenoorgesteld, dus negatief.

Dus, f'=fv/v-(-vs)

  • Wanneer waarnemer 'n stilstaande bron nader

Hier vs= 0. Die vergelyking word

f'=f{v+v0/v}

  • Wanneer waarnemer van 'n stilstaande bron afwyk

Hier, aangesien die waarnemer wegbeweeg, is rigting teenoorgestelde

f'=f {v0/v}

Deeksha Dinesh

Hallo, ek is Deeksha Dinesh, besig met nagraadse studie in Fisika met 'n spesialisering in die veld van Astrofisika. Ek hou daarvan om konsepte op 'n eenvoudiger manier vir die lesers te lewer.

Onlangse plasings