Lydbølger

Lyd er trykkbølger

Viss du står nær ein høgtalar, kan du kjenne vibrasjonar i kroppen. Då er det lydbølger du kjenner, for lyd er trykkbølger som set molekyla i lufta i rørsle. Rørslene forplantar seg som bølger frå høgtalaren og fram til deg. Lydbølger beveger seg på same måte som andre bølger.

Visste du at ...

Når du lagar eit smell, til dømes ved å sprekke ein ballong, pressar du luftmolekyla raskt saman slik at trykket plutseleg aukar? Denne trykkauken spreier seg som ei bølge gjennom lufta, og derfor kan folk langt unna høyre smellet – og bli skremt!

Eigenskapar til lydbølger

Akkurat som bølger i vatn og lysbølger har lydbølger fleire spesielle eigenskapar. Desse kan forklare kvifor vi høyrer ekko, kvifor lyden ber betre nokre stader, og kvifor tonar kan bli ekstra sterke. Her ser vi på nokre av desse eigenskapane.

Refleksjon gir ekko

Ekko, eller gjenklang, får vi når lyd blir reflektert tilbake frå ei glatt flate. Då høyrer vi lyden om igjen, berre svakare. Dette kan til dømes skje når vi roper mot ein fjellvegg.

Reflekterte lydbølger blir òg brukte til å danne eit bilete ved ultralydundersøkingar i medisinsk samanheng og til å kontrollere sveiseskøytar.

Ekkolodd er ein teknologi som bruker reflekterte lydbølger til å lage bilete av fiskestimar og kartlegge havbotnen. Dette prinsippet er det same som flaggermus og kvalar bruker for å lokalisere bytet sitt.

Bøying og brytning – lyden forandrar retning

Vi veit at bølger blir bøygde i opningar og rundt kantar. Det gjeld òg for lydbølger. Det er det som gjer at du kan høyre kva som blir sagt i rommet ved sida av, når døra står open.

Bølger skiftar retning dersom farten dei forplantar seg med, blir forandra. Dette blir kalla brytning. Brytning registrerer vi òg for lydbølger. I luft har lydbølgene ein fart på cirka 330 m/s. Men denne farten aukar med temperaturen, så vi får ulik fart i luftlag med ulik temperatur. Dette er grunnen til at lyden ber så godt over ein innsjø.

Interferens – bølger møtest

Ein annan viktig bølgeeigenskap som vi tydeleg kan registrere for lydbølger, er at bølgeutslaga blir summerte eller overlagra. To eksakt like bølger som møtest, vil få eit dobbelt så stort utslag, og to bølger med motsette utslag vil kansellere (nulle ut) kvarandre.

Til dømes kan to høgtalarar som speler nøyaktig same tone, gi sterkare lyd ein stad i rommet og svakare lyd ein annan, avhengig av korleis bølgene møtest. På same måte kan støydempande hovudtelefonar bruke interferens: Dei registrerer lyden utanfrå og lagar ei motsett lydbølge, slik at dei to bølgene kansellerer kvarandre og lyden forsvinn.

Resonans – bølger bygger seg opp

Resonans oppstår når eit system blir påverka av ei kraft som svingar i same takt som eigenfrekvensen til systemet. Då blir svingingane sterkare og sterkare, og lyden blir tydeleg forsterka.

Når du slår an ein gitarstreng eller bruker ein stemmegaffel på ei trekasse, forsterkar du lyden. Når du slår på stemmegaffelen, begynner han å svinge med eigenfrekvensen sin og lagar ein svak lyd. Plasserer du han på ei resonanskasse, svingar lufta inne i kassa med same frekvens. Sidan kassa passar til frekvensen frå stemmegaffelen, oppstår resonans. Då forsterkar svingingane kvarandre, og lyden blir kraftigare.

Visste du at ...

Den britiske hæren ga ordre om å slutte å marsjere i takt over bruer etter at ei hengebru i Broughton, England, kollapsa i 1831? Årsaka var at ein tropp marsjerte taktfast over brua, noko som førte til vibrasjonar som samsvarte med eigenfrekvensen til brua. Dette førte til resonans – svingingane vart forsterka, brua tok til å gynge kraftigare, og til slutt raste ho saman. Soldatane fall i elva, men heldigvis var det ingen som mista livet!

Oppgåver

Vel rett alternativ.