Inzicht in fundamentele frequentie en staande golven

* Fundamentele frequentie: Dit is de laagste natuurlijke frequentie waarbij een systeem (zoals een string, een pijp of een drumhead) kan trillen. Het is de frequentie die het meest elementaire, eenvoudigste trillingspatroon produceert.

* staande golven: Dit zijn golfpatronen die stationair lijken te zijn omdat de interferentie van twee golven die in tegengestelde richtingen bewegen punten van maximale amplitude (antinodes) en nulamplitude (knooppunten) creëert.

Waarom lagere frequenties geen staande golven creëren

1. Resonantie: Staande golven vormen zich alleen wanneer de frequentie van de inkomende golf overeenkomt met de natuurlijke resonantiefrequenties van het systeem. Deze resonantiefrequenties worden bepaald door de fysische eigenschappen van het systeem (bijvoorbeeld lengte, spanning, massa per lengte -eenheid).

2. Interferentie: Om een ​​staande golf te vormen, moeten de inkomende golf en zijn gereflecteerde golf constructief interfereren. Dit betekent dat de toppen en dalen van de twee golven moeten worden afgestemd.

3. Frequentie en golflengte: De relatie tussen frequentie (f), golflengte (λ) en de snelheid van de golf (v) wordt gegeven door:

* v =fλ

* Een lagere frequentie betekent een langere golflengte.

* Een langere golflengte past niet op de grensvoorwaarden van het systeem correct voor constructieve interferentie.

Voorbeeld:een tekenreeksinstrument

Stel je een gitaarreeks voor.

* Fundamentele frequentie: Dit is de opmerking die de string produceert wanneer het wordt geplukt.

* Lagere frequenties: Als u probeert een golf te forceren met een frequentie lager dan de fundamentele op de snaar, is de golflengte van de golf te lang om binnen de lengte van de string te passen. De golf zal heen en weer reflecteren, maar het zal niet constructief interfereren om een ​​staande golf te produceren.

Conclusie

Samenvattend zal een golf met een frequentie lager dan de fundamentele frequentie van een systeem geen staande golf creëren omdat deze niet kan voldoen aan de voorwaarden van resonantie en constructieve interferentie die nodig zijn voor hun vorming.