 |
|
 |
  
Det, som det menneskelige øre opfatter som lyd, er i virkeligheden trykbølger i luften. Når en trykbølge rammer øret, vil bølgen skubbe til ørets trommehinde, og disse vibrationer omdannes så i det indre øre til et elektrisk signal, som af hjernen opfattes som lyd. At lyd er trykbølger kan demonstreres på flere måder. Man kan starte med sætte en frekvensgenerator til en højttaler. Når frekvens sættes ned til ganske få Hz, så kan man tydeligt se, hvordan højttalerens membran bevæger sig langsomt frem og tilbage og på den måde skubber til luften. Jo højere frekvens, des hurtigere bevæger højttalermembranen sig, og des kortere afstand er der mellem bølgens toppe og dale. Forsøget kan tydeliggøres ved at placere et tændt stearinlys foran højttaleren:
At se en højttaler sådan bevæge sig langsomt giver en god intuitiv forståelse af, hvordan lyd dannes, og at lyd består af trykbølger. Man kan ydermere vise, at lydbølger og vibrationer er nært forbundne:
Hvis man har introduceret sit publikum til stående bølger, så bør man vise dette forsøg, der virkelig viser, hvordan lyd og trykbølger (i dette tilfælde i gas) hænger sammen:
Man kan også vise, hvordan lydbølger kan "overføre vibrationer" fra én stemmegaffel til en anden:
Eller fra en højttaler til en stemmegaffel:
Endelig kan man fjerne luften omkring en lydkilde for at vise, at lyden ikke længere kan udbrede sig. Put for eksempel en tændt, elektrisk ringeklokke ind i et vacuumkammer og pump luften ud af kammeret. Efterhånden som luften forsvinder fra kammeret, bliver lyden svagere og svagere. (Bemærk dog at dette forsøg muligvis skal forklares ved, at impedansforskellen mellem vacuumkammerets vægge og den tynde luft i kammeret ændres. Tak til Robert Jensen fra Fysikshowet i Århus for at pointere dette!) Lyd kan skabes ud fra vibrationer. Alt, hvad der vibrerer, vil automatisk "skubbe til" den omgivende luft med samme frekvens som vibrationerne. Frekvensen af lyden afhænger altså af frekvensen af vibrationerne. Det kan vises med disse tre forsøg:
Tilsvarende kan man med en ganske almindelig kaffekop lave et yderst interessant lydforsøg:
Som nævnt kan man tydeligt se vibrationerne, når en højttaler svinger med 1 til 2 Hz. Det kan man derimod ikke på en stemmegaffel, der svinger med f.eks. 440 Hz. Dog bliver svingningerne synlige, hvis man holder stemmegaflen op foran en computermonitor. Dermed får man en klar forståelse af, at stemmegaflen rent faktisk vibrerer:
Når man taler lyd, må man naturligvis også demonstrere selve virkemåde af en højttaler. Og det kan faktisk gøres ganske simpelt:
Man kan bruge alt muligt som højttalerens membran. Man kan endda bruge hovedet på en forsøgsperson og dermed vise, hvordan visse typer af høreapparater virker:
Luft påvirkes af varme, idet varm luft fylder mere end kold luft. Hvis luft pludseligt varmes op (f.eks. af rødglødende metal), vil dette skabe en varm, opadstigende trykbølge. Sker dette inde i et rør, vil trykbølgen lave en hørbar, stående bølge: Dette kan relateres til lyn og torden: En elektrisk udladning (gnist) opvarmer luften i og omkring gnisten ganske kraftigt på meget kort tid. Igen skabes en trykbølge, der for en gnist lyder som et lille smæld, mens det for et lyn høres som den efterfølgende torden:
Lyd kan i dag overføres på mange måder. I praksis bruges ofte lysledere, hvor lyden først omdannes til lys:
Tilsvarende omdannes lyden til elektromagnetiske bølger i en radio. En yderst simpel radio kan laves ved hjælp af et par spoler:
Endelig kan man slutte af med at overføre lyden via dette ganske underholdende forsøg: |
Lyd, Introduktion til |
| FYSIKBASEN.DK er sidst opdateret søndag den 10. august 2008, klokken 19:44. |