Ursprunglig fråga:
Hur kan man på ett bra sätt förklara för Fysik 2 elever varför ljudet reflekteras i en öppen pipa (så att stående vågor uppstår)
/Linda G, Hulebäcksgymnasiet, Mölnlycke

Svar:
Det beror på att den akustiska impedansen ändras i gränsen pipa/fria luften. En del av ljudet reflekteras då tillbaka in i pipan.

Tyvärr blir man inte mycket klokare av det . Jag kan inte komma på en enkel bild av vad som sker.

Man kan i stället hitta en liknande process som är mer välkänd: reflektion av ljus i en glasskiva: ändringen av brytningsindex gör att en del av ljuset reflekteras. I den öppna ändan av pipan kan ljudet (ändringar i lufttryck) växelverka med omgivningen, den akustiska impedansen ökar varvid en del av vågen reflekteras. Den reflekterade vågen adderas till den utgående varvid en stående våg bildas.

Stående våg är ett vågfenomen som bildas av två vågrörelser som rör sig i motsatta riktningar och är superponerade (överlagrade) på varandra. Därigenom uppstår noder och bukar. Vågen ser ut att stå stilla - en stående våg. (Stående_våg )

Akustisk impedans är hur mycket rörelse en ljudvåg skapar på material. Rörelse betyder att ljudvågen fortsätter i det nya materialet. Är det skillnad mellan två olika medium kommer en del av ljudvågen att reflekteras. Ju större skillnad det är mellan medierna desto mer ljud reflekteras. (Akustisk_impedans )

Akustisk impedans är analogt med elektrisk impedans som är ett mått på motståndet som påverkar strömmen om man anbringar en spänning.

Länk 1 och 2 innehåller mer eller mindre lättförståeliga förklaringar som är ekvivalenta med ovanstående.

Se även diskussionen i fråga 20588 om förståelse av fysik.
/Peter E

Nyckelord: musikinstrument [17]; ljud, resonans [15];

1 https://physics.stackexchange.com/questions/150929/question-on-open-organ-pipe
2 http://123iitjee.manishverma.site/open-organ-pipe-reflection-q-a/