Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning 21 frågor/svar hittade Ljud-Ljus-Vågor [21260] Svar: För ljus är det annorlunda: ljushastigheten är alltid c. Se Relativistic_Doppler_effect#Motion_along_the_line_of_sight . Nyckelord: ljudhastigheten [21]; dopplereffekt (ljud) [3]; dopplereffekt (ljus) [3]; Ljud-Ljus-Vågor [20947] Svar: frekvens*våglängd = hastigheten Våglängden i vatten är alltså 4.4 gånger våglängden i luft medan frekvensen bevaras. Det kan du själv observera genom att sänka ner huvudet under vattenytan och lyssna på någon som skriker - överföringen av ljud mellan luft och vatten är mycket ineffektiv. Se länk 1 för en korrekt förklaring: Frekvensen hos ljudet beror av frekvensen hos ljudkällan, inte mediet. Frekvensen ändras alltså inte medan våglängden ändrar sig i proportion mot ljudhastigheten i mediet. I länk 2 sägs att energin hos en ljudvåg beror av frekvensen och då måste frekvensen bevaras. Energin på en ljudvåg är inte proportionell mot frekvensen som för ljus. Förklaringen är alltså inte korrekt. Se även fråga 20761 och 19553 . Nyckelord: ljudhastigheten [21]; ljud [11]; [20761] Kan ljud från stämgaffeln överföras i vattnet? varför hörs det inte? Varför hörs det bättre när luftens molekyler sätts i rörelse? är det inte så att ljudets hastighet i vatten är 1500 m/s och i luft endast 340 m/s? Kan man koppla in energiprincipen i detta? Tacksam för svar! Svar: Ja, ljudet från stämgaffeln kan fortplantas i vattnet. Anledningen till att det inte hörs är att övergången vatten-luft är mycket liten. Om du stoppar ner huvudet i vattnet bör du kunna höra ljudet. Ljudhastigheten i ett fast/flytande medium beror av två saker: densitet och elasticitet (motsvarar massa och fjäderkonstanten i Hookes lag för en vikt i en fjäder, se fråga 18042 ). Ljudhastighetens variation har inget med energiprincipen att göra. Se fråga 19553 för länkar till svar om ljudhastigheten i olika medier. Nyckelord: ljudhastigheten [21]; Ljud-Ljus-Vågor [20744] Ursprunglig fråga: Svar: Temperaturen och ljudhastigheten som funktion av höjden framgår av nedanstående figur från Atmospheric_temperature#Temperature_versus_height . Se även Speed_of_sound#Dependence_on_the_properties_of_the_medium , Atmosphere_of_Earth#Temperature_and_speed_of_sound och länk 2. Nyckelord: ljudhastigheten [21]; Ljud-Ljus-Vågor [20142] Svar: Örat är det sinnesorgan som fångar upp och uppfattar ljud genom hörseln. För att det skall kallas ljud måste det finnas någon vibration med frekvensen ungefär 20-20000 svängningar per sekund (Hz). Denna vibration uppfattas av örat som har mycket sofistikerade sätt att förstärka ljud och att uppfatta olika frekvenser, se bilden nedan från Öra . Ljud är alltså tryckskillnader som fortplantar sig genom ett medium med ljudhastigheten, se fråga 19553 . Nyckelord: ljudhastigheten [21]; Ljud-Ljus-Vågor [19605] Svar: Det är inte enkelt att mäta ljudhastigheten. I länk 1 finns en beskrivning där man mäter löptiden och i länk 2 där man mäter våglängden. Nyckelord: ljudhastigheten [21]; 1 http://www3.imperial.ac.uk/pls/portallive/docs/1/40167704.PDF Ljud-Ljus-Vågor [19553] Ursprunglig fråga: Svar: Ljud är alltså tryckskillnader som fortplantar sig genom ett medium med ljudhastigheten. I gaser och vätskor är ljud en longitudinell (tryckändring i utbredningsriktningen, se nedanstående figur) variation i tryck som rör sig med en hastighet som är oberoende av frekvens och amplitud. Detta är avgörande för att vi skall kunna uppfatta ljud med källor på olika avstånd på samma sätt förutom att styrkan minskar med ökande avstånd. För ljudhastigheten i olika material: * Gas: 8346 12639 Se även Sound . Nyckelord: ljudhastigheten [21]; ljud [11]; 1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/sound/sprop.html Blandat [19342] Svar: Nyckelord: ljudhastigheten [21]; Ljud-Ljus-Vågor [18344] Svar: För ljuddämpning i luft av olika temperatur se fråga 17383 . För diskussion om ljudhastigheten i olika medier se fråga 4311 . Se även Sound_insulation#Absorption . Nyckelord: ljudhastigheten [21]; friktion [53]; ljud [11]; Ljud-Ljus-Vågor [18121] Svar: Se fråga 4311 och nedanstående länk för information om vad ljudhastigheten beror på. Se fråga 13218 för en diskussion om ljushastigheten i vakuum och fråga 13050 för ljushastigheten i medier. Nyckelord: ljudhastigheten [21]; ljushastigheten [24]; Ljud-Ljus-Vågor [16681] Ursprunglig fråga: Svar: I vatten har man inte alls lika bra riktningskänslighet av två skäl: 1 Som framgår av fråga 13879 är ljudhastigheten i 25-gradigt vatten c:a 1500 m/s vilket är nära 5 gånger högre än hastigheten i luft. Tidskillnaden mellan öronen blir då 5 gånger mindre, vilket påverkar precisionen. 2 Ljudsignalen i vatten går inte som i luft huvudsakligen in i ytterörat och vidare in i innerörat, utan genom att ben i huvudet sätts i vibration. Man har således en mycket mer utspridd källa, vilket ger sämre precision. Referenser: Hearing_(sense) och Sound_localization , den senare mycket bra men på en ganska avancerad nivå. Nyckelord: ljudhastigheten [21]; hörsel [10]; Ljud-Ljus-Vågor [16448] Ursprunglig fråga: Svar: Enklast är att använda samma metod som när man tajmar Usain_Bolt : Starta ett tidtagarur, låt honom springa en uppmätt sträcka och stoppa klockan. Sträckan/tiden är då hastigheten. Allt du behöver är en vän, ett tidtagarur och en planka. Skicka iväg din vän med plankan åtminstone 300 m bort. Din vän slår plankan i en sten. När du ser plankan träffa stenen startar du uret. När du hör ljudet stoppar du uret. Läs av och skriv ner tiden. Upprepa försöket 10 gånger och beräkna medelvärdet. Mät upp avståndet från dig till din vän så noggrant som möjligt. Om du är hyggligt bra på att använda tidtagaruret bör du kunna få ett värde inom 10% dvs 340+/-40 m/s. Om man vill ha bättre resultat får man använda lite utrustning. Ställ upp två mikrofoner på någon meters avstånd från varandra. Mät noggrannt upp avståndet mellan mikrofonerna. Ställ dig i förlängningen av linjen mellan mikrofonerna och stick hål på en ballong. Mät avståndet i tid mellan pulserna i mikrofonerna, t.ex. med ett kalibrerat oscilloskop. Ljudhastigheten är då sträckan/tiden. Se länk 1 för mer detaljerade instruktioner. Ett bra sätt är att med hjälp av Kundts rör mäta våglängden, se länk 2 för en detaljerad beskrivning. Svenska Wikipedia (Kundts_rör ) beskriver det så här: Om man skapar ljudet med en kalibrerad tongenerator kan man även bestämma frekvensen. Sedan beräknar man ljudhastigheten från ljudhastigheten = frekvensen*våglängden Ett par enkla metoder beskrivs i Enkla experiment - ljudets hastighet . Se vidare Speed_of_sound#Experimental_methods och Kundt's_tube . Nyckelord: ljudhastigheten [21]; 1 http://www.picotech.com/experiments/speedofsound/speedofsound.html Ljud-Ljus-Vågor [15873] Ursprunglig fråga: Svar: Principen bakom det faktum att man får mörkare röst är densamma, fast tvärtom, som när man andas in helium och får en ljusare röst (Kalle Anka röst), se fråga 10178 . Helium är mindre farligt eftersom det är lättare än luft. Normalt (om du inte står på huvudet) strävar alltså heliumet att komma ut ur lungorna. Tillägg 19/11/08: Tack Marcus Erhagen för länktipset! Nyckelord: ljud, resonans [19]; ljudhastigheten [21]; Ljud-Ljus-Vågor [15544] Svar: Nyckelord: ljudhastigheten [21]; Ljud-Ljus-Vågor [15386] Ursprunglig fråga: Svar: 1 Ditt eget förslag: varm luft har lägre densitet så den stiger. Vi har alltså en luftström uppåt. När ljudvågorna kommer in i den uppåtgående luftströmmen kommer ljudet att böjas av lite uppåt eftersom ljudvågorna följer med luftstömmen. Ljudvågor som går nära marken (som kunde tänkas böjas upp för att träffa ett öra på andra sidan elden) stoppas av materialet som bygger upp elden. 2 Ljudhastigheten beror av temperaturen hos luften, se fråga 12639. Den är proportinell mot roten ur luftens absoluta temperatur (temperatur i Kelvin, T). Om luftens temperatur är 20+273=c:a 300 K och eldens temperatur är 600+273 = c:a 900 K, blir ljudhastigheten i elden ungefär sqrt(3)=1.7 gånger högre än i luften. En ljudvågfront som går in i elden kommer då att vrida sig utåt - elden fungerar som en negativ (spridande) lins för ljus. Ljudfronten sprids alltså ut över ett större område, vilket innebär att intensiteten minskar. En besläktad effekt beskrivs i Sound_speed_gradient . Jag vet inte vilken av effekterna som dominerar, men de bör båda kunna bidra till en försvagning av ljudet på andra sidan elden. Luften ovanför elden är också mycket turbulent, vilket medför att ljudvågorna blir deformerade. Detta stör ytterligare hur man uppfattar ljudet. Se även fråga 12639 Nyckelord: ljudhastigheten [21]; Ljud-Ljus-Vågor [14937] Ursprunglig fråga: Svar: Dopplereffekt är ett fysikaliskt fenomen, som innebär en förändring av frekvensen (svängningstalet) hos en signal, till exempel ljud eller ljus, beroende på om källan närmar sig eller avlägsnar sig i förhållande till observatören. Först med att beskriva dopplereffekten var Christian Doppler 1842. Det allra lättast iakttagbara exemplet på dopplereffekten är ljudsirenerna på ambulanser eller polisbilar, som tycks minska i frekvens då de passerar observatören. (Dopplereffekt ) Låt oss titta på hur man får fram detta. Figuren nedan från länk 1 kan vara till hjälp för förståelsen. Beteckningar: Primade variabler (med ') - observatörens värden För alla vågrörelser gäller l*f = l/T = v (hastighet är sträcka dividerat med tid) Om källan rör sig bort från observatören kommer våglängden att förlängas med ett belopp som är hur långt källan hinner på tiden T: l' = l + vs*T = v/f + vs/f men l' = v/f ' så vi får om vi inverterar ovanstående ekvation: f ' = f*(v/(v+vs)) (1 rörlig källa, från observatören) Om källan rör sig mot observatören får vi med samma resonemang: f ' = f*(v/(v-vs)) (2 rörlig källa, mot observatören) Tillämpar vi (1) på ditt problem får vi f ' = f*(340/(340+340)) = f/2 Som vi ser av (1) så går f ' mot 0 när vs blir mycket stort. Från (2) kan vi se att f ' går mot oändligheten när vs närmar sig ljudhastigheten v. Vad händer då om observatören rör sig och källan står stilla? I detta fallet är resonemanget lite enklare eftersom våglängden inte ändras. För att från våglängden räkna ut frekvensen måste vi ta hänsyn att den observerade ljudhastigheten blir v+vo om observatören rör sig mot källan. Vi får då T' = l'/(v+vo) =
(v/f)/(v+vo)*
= 1/f ' Om vi inverterar ekvationen får vi f ' = f*(v+vo)/v (3 rörlig observatör, mot källan) Om observatören rör sig från källan f ' = f*(v-vo)/v (4 rörlig observatör, från källan) Vi ser från 4 att frekvensen går mot noll när vo går mot v. För vo>v "kör observatören ifrån" ljudet. Länk 1 innehåller även en praktisk dopplerskiftskalkylator. Se även Doppler_effect . Nyckelord: dopplereffekt (ljud) [3]; ljudhastigheten [21]; 1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/sound/dopp.html#c1 Ljud-Ljus-Vågor [13879] Svar: Nyckelord: ljudhastigheten [21]; Ljud-Ljus-Vågor [12639] Svar: Ljudhastigheten i en gas är proportionell mot molekylernas medelhastighet. Temperaturen är proportionell mot molekylernas medelenergi. Enligt Speed of Sound blir resultatet: vs = 20.03 T1/2 m/s med temperaturen T i Kelvin. För 20oC (293.15 k) blir det 343 m/s och för -10oC (263.15 K) blir det 325 m/s. Speed_of_sound ger samma resultat, men observera att där är temperaturen given i oC. Se även fråga 8346 Nyckelord: ljudhastigheten [21]; Ljud-Ljus-Vågor [11753] Svar: v = 1 / (kr)½ där k är kompressibilitetskoefficienten och r är densiteten. Den förstnämnda beror på temperaturen. Vid 0 oC är den 7 % högre än vid 20 oC. Salthalten påverkar densiteten. Nyckelord: ljudhastigheten [21]; Ljud-Ljus-Vågor [8346] Svar: mv2/2 = MV2/2 vilket ger v/V = (M/m)0.5 sätter vi in M =28 (kväve) och m = 4 (helium) får vi v/V = (28/4)0.5 = 70.5 = 2.65 Ljudhastigheten i helium vid rumstemperatur är alltså Ljudhastigheten i vätskor och fasta ämnen bestäms av andra faktorer. Nyckelord: ljudhastigheten [21]; Ljud-Ljus-Vågor [4311] Ursprunglig fråga: Svar: I väte och helium (lätta gaser) är ljudhastigheten 1300 m/s och
900 m/s repektive. Jämför luft, 330 m/s. I vätskor är det inte så enkelt, där kommer krafterna mellan molekylerna in.
Liksom för gaser ökar ljudhastigheten i de flesta vätskor med temperaturen.
Vatten är ett undantag. I fasta ämnen är det mera komplicerat, där talar man om två olika
ljudhastigheter, för longitunell våg och för transversell våg. Longitudinell = svängningsrörelser i färdriktningen. Transversell = svängningsrörelser vinkelrätt mot färdriktningen. Den longitudinella vågen tar sig fram ungefär
dubbelt så snabbt som den transversella. Också här spelar bindningarna
mellan atomerna en stor roll. I en hård metall som beryllium är de två
hastigheterna 13000 m/s och 9000 m/s. I en mjuk metall som bly är de
2200 m/s och 700 m/s. Här kommer också in att beryllium är en lätt atom, medan blyatomen är tung. För vissa fasta och flytande ämnen ges (se länk 1) ljudhastigheten av v = sqrt(E/r) där E är elasticitetsmodulen och r är densiteten. Uttrycket stämmer t.ex. mycket bra för vatten. För fasta ämnen tillkommer dessutom komplikationen att ljudhastigheten är olika i olika riktningar. Hur kan man förstå ovanstående uttryck åtminstone kvantitativt? Föreställ dig en löst spänd gitarrsträng. Den svänger med en låg frekvens f. Eftersom v = f*l där l är våglängden (som för grundtonen är 2*L där L är strängens längd), så blir utbredningshastigheten låg. Om vi spänner strängen hårdare blir f högre, l är detsamma, så v blir högre. Spänningen i strängen motsvarar elasticitetsmodulen E. På motsvarande sätt motsvarar densiteten r massan hos stängen. Det vill säga att hög densitet gör svängningen långsammare (tänk på de olika tjocka men lika långa gitarrsrängarna). För elastiska material med låg densitet (t.ex. järn) är alltså ljudhastigheten hög, medan den för icke elastiska material med hög densitet (bly) är låg. Se länk 2. Se vidare Sound och Speed_of_sound . Nyckelord: ljudhastigheten [21]; 1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/sound/souspe2.html#c1 Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar. ** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
|
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar.