Archief - Voortplanting geluidsgolven

Kan iemand me uitleggen wat er precies gebeurt op deeltjesniveau met de gasmoleculen bij geluidsgolven? Ik zie in dat er bij de trillingsbron een compressie optreedt, die overgaat in een decompressie maar ik zie niet in hoe die schommelingen zich vervolgens voortplanten. Ik weet dat het met botsingen tussen deeltjes die rond een evenwichtspositie trillen te maken heeft, maar wat is het precieze mechanisme dat plaatsgrijpt en ervoor zorgt dat de toename in druk doorgegeven wordt aan de naburige deeltjes? Alvast bedankt.

milesflamius zei:

Kan iemand me uitleggen wat er precies gebeurt op deeltjesniveau met de gasmoleculen bij geluidsgolven? Ik zie in dat er bij de trillingsbron een compressie optreedt, die overgaat in een decompressie maar ik zie niet in hoe die schommelingen zich vervolgens voortplanten. Ik weet dat het met botsingen tussen deeltjes die rond een evenwichtspositie trillen te maken heeft, maar wat is het precieze mechanisme dat plaatsgrijpt en ervoor zorgt dat de toename in druk doorgegeven wordt aan de naburige deeltjes? Alvast bedankt.

Klik om te vergroten...

Op zich is dat in elk geval geen enorm gemakkelijke vraag om te beantwoorden. Het punt is net dat je geluidsgolven beschrijft als drukgolven (of een lokale compressie die zich voortplant) omdat het een macroscopisch gegeven is. Wat je deeltjes zullen doen is eigenlijk eerder een statistisch gegeven. Een zeer intuïtieve uitleg zou zijn dat je ze een beetje momentum geeft waardoor ze dichter naar andere deeltjes to bewegen. Ze zullen met die deeltjes botsen en hun momentum overdragen, et cetera.

Het is uiteraard een heel intuïtieve uitleg, dus misschien ben je er niet helemaal tevrede mee. Ik antwoord er ook maar gewoon uit onmiddellijke intuïtie op, dus misschien zie ik wel iets over het hoofd...

Eigenlijk wil hobbit zeggen dat ie er niets van kent

Eens zien of deze link werkt:

geluidsgolf

*het werkt dus, een mooie en simpele voorstelling van voortplanting van geluid*

Vandaar dus ook dat er in het luchtledige geen geluid kan zijn en waarom ik het enorm lame vindt als er toch futuristische films zijn waarbij ontploffingen in de ruimte lekker geluid geven. Same voor vuur in de ruimte trouwens.

Wordt +- toegepast in bv ruiten trouwens Alleen is de ruimte tussen dubbele glazen niet volledig vacuüm maar zal er vaak een speciaal soort "vast" gas in zitten.

Ook leuk weetje: doordat die deeltjes tegen elkaar botsen zal het geluid zich door bepaalde materialen sneller voortplanten. Daarom dat men vroeger naar de sporen luisterden om te horen of er een trein afkomt. En daarom dat er ONDER water naar het geluid van walvissen gezocht wordt.

Gurdt zei:

Ook leuk weetje: doordat die deeltjes tegen elkaar botsen zal het geluid zich door bepaalde materialen sneller voortplanten. Daarom dat men vroeger naar de sporen luisterden om te horen of er een trein afkomt. En daarom dat er ONDER water naar het geluid van walvissen gezocht wordt.

Klik om te vergroten...

Heeft dat niet te maken met de demping van bepaalde materialen?

Demping = trillingen tegenhouden. Dus.

Wordt demping niet gedefiniëerd als de snelheid waarmee de golf zijn amplitude afneemt en dus energie verliest?
De voortplantingssnelheid hangt denk ik eerder af van de kracht en snelheid waarmee het medium het deeltje terug in zijn oorspronkelijke positie wil brengen. Dat vermoed ik toch omdat de elasticiteitsmodulus invloed heeft op deze snelheid.

Voortplantingssnelheid is afhankelijk van temperatuur (hogere T, snellere v) en van aard van de stof. Zoals Gurdt zegt: men luisterde naar de sporen (zoals de Daltons in Lucky Luke ) omdat het geluid zich sneller zal voortplanten in een vaste stof dan in een gas. (v>vl>g)

Demping zou ik ook eerder zoals stinky bezien: bij een gedempte golf gaat de amplitude afnemen.

Stimpy zei:

Eigenlijk wil hobbit zeggen dat ie er niets van kent

Klik om te vergroten...

Ik bedoelde eigenlijk wat er gegeven is in die applicatie, als is dat in woorden wat moeilijker over te brengen. Het geheel in een mooi wiskundig plaatje gieten is dan weer niet zo'n makkelijke taak...

Geluidsgolven kunnen zich helemaal niet voortplanten omdat ze geen geslachtsorganen hebben. Lrn2Biology.

De uitleg met het overbrengen van momentum (impuls? ) heb ik al gehoord, maar blijf ik om de volgende reden vreemd vinden:

Om de situtatie aanschouwelijker te maken kun je een 'gemiddeld deeltje' invoeren, als er geen sprake is van wind zal dat gemiddeld deeltje stilstaan ( ik weet dat de deeltjes in feite in alle richtingen doorheen elkaar bewegen, maar aangezien er geen wind is zal de gemiddelde snelheid, dus de som van de snelheidsvectoren van alle deeltjes opgeteld gedeeld door het aantal deeltjes,de nulvector zijn, bovendien staan in de animaties op het internet de deeltjes in eerste instantie ook stil.)

Als er nu door een trillingsbron deeltjes in de buurt van die trillingsbron een impuls krijgen en botsen op die 'stilstaande' deeltjes, zal volgens mij (voor zover je ze kan vergelijken met biljartballen ) de impuls over de twee deeltjes verdeeld worden en krijg je dus twee in dezelfde richting en zin bewegende, maar tragere deeltjes. Dit betekent dus dat het eerste deeltje nog steeds in dezelfde zin beweegt, terwijl het eigenlijk zou moeten terugkeren, anders is er sprake van massatransport, hetgeen net niet voorkomt bij golven. Bovendien beweegt het aangebotste deeltje trager, waardoor het volgende deeltje later aangebotst wordt en de golf zich dus steeds trager voortplant, terwijl de snelheid in werkelijkheid constant is.

Ik weet dat het bovenstaande absurd gekommaneuk is, maar ik probeer gewoon bij ieder fysisch verschijnsel na te gaan wat er op deeltjesniveau gebeurt om de essentie ervan in te zien, en drukgolven is het eerste verschijnsel waarbij ik moeite heb om me de verschijnselen op deeltjesniveau voor te stellen. Nogmaals dank aan al wie zich waagt aan een verklaring

Geluidsgolven worden voortgebracht door een drukverschillen. De verplaatsing van de deeltjes en van de druk op zich verschillen met een fase van Pi/2. Dus elk deeltje beweegt volgens een bepaalde evenwichtspositie. Op bepaalde plekken zitten die deeltjes dan dichter op elkaar dan op andere plekken, waardoor daar de druk hoger is en deze druk verplaatst zich dan.

-->|||<---0--->||||<----
Waar dus de deeltjes naar elkaar toe bewegen verhoogt die druk (|||) en waar ze van elkaar weg bewegen (0) verlaagt de druk. En zo beweegt die golf van voort.

Das toch de uitleg die mijn fysica boek eraan geeft, denk ik .

@ stinky

Dat faseverschil van pi/2 is nog zoiets vreemds, ik neem aan dat die verplaatsingsgolf de positie van de deeltjes tegenover hun evenwichtspositie aangeeft, maar dan is het toch logischer dat geen verplaatsing, geen extra druk geeft, wat betekent dat er geen faseverschil zou mogen zijn. Of is dat gewoon een verkeerde interpretatie van het concept van verplaatsingsgolven?

Dat faseverschil is er tussen de drukgolf en de verplaatsingsgolf. Stel dat X zich niet verplaatst, dan wil dat zeggen dat de deeltjes rond X wel verplaatsen en zo extra druk creëren. Als je er goed over nadenkt is dat redelijk logisch.

@ stinky

Ik begrijp niet volledig wat je bedoelt, is X een deeltje, of een punt op je x-as?
De vraag komt misschien wat dom over, zo slecht ben ik echt niet in fysica, maar dit is gewoon echt iets dat ik niet helemaal door heb.

X is een deeltje.

Omdat de verplaatsingsgolf wordt voorgesteld door een cos-functie zie je dat er steeds maar 1 deeltje is dat stil staat en de rest errond beweegt. Die deeltjes errond bewegen weg van X of bewegen er naartoe. Zo krijg je dus zones met verlaagde en verhoogde druk.

BTW: ge zijt u er toch van bewust dat dit aan u wordt uitgelegd door een toekomstige Oompla-Loompa of science .

stinky zei:

X is een deeltje.

Omdat de verplaatsingsgolf wordt voorgesteld door een cos-functie zie je dat er steeds maar 1 deeltje is dat stil staat en de rest errond beweegt. Die deeltjes errond bewegen weg van X of bewegen er naartoe. Zo krijg je dus zones met verlaagde en verhoogde druk.

BTW: ge zijt u er toch van bewust dat dit aan u wordt uitgelegd door een toekomstige Oompla-Loompa of science .

Klik om te vergroten...

Uw uitleg klopt, maar eigenlijk heb je het nog steeds over macroscopische grootheden en niet over microtoestanden. De deeltjes in uw gas zullen helemaal nooit stilstaan maar zullen een redelijk rondom thermische beweging ondergaan. Ik vermoed dat dat de vragensteller nog wat in de war brengt?

Ja, ik weet natuurlijk dat het nog altijd niet helemaal klopt, maar de fysica en wiskunde die je daar voor nodig hebt, lijkt me iets te moeilijk om zomaar op een forum uit te leggen. En op deze manier is het het makkelijkst voor te stellen, niet?

@ stinky

Ik begrijp het, dat van die oompa loompa's is een citaat uit The Big Bang Theory:
YouTube - &#x202a;TBBT - Oompa-Loompas of Science&#x202c;&rlm; zó geniaal