Поведение стоячих волн

Звуковая волна на самом деле отражается не полностью: часть ее поглощается стенкой, часть — проходит на другую ее сторону. Однако в воздушном столбе духового инструмента колебания су­ществуют в виде стоячих волн. В самом деле, пусть воздушный столб с двух сторон сообщается с окружающим воздухом, однако отражения все равно имеют место, поскольку труба в поперечном размере слишком узка по сравнению с большей частью длин волн, существующих внутри столба. Воздух в трубе становится поршнем, который недостаточно велик, чтобы эффективно возбудить колеба­ния в окружающем воздухе. Энергия волны в этом случае должна как-то трансформироваться: она многократно отражается вдоль столба воздуха внутри трубы, создавая мощную стоячую волну, высота тона которой определяется длиной столба.

Стоячая волна. Образуется при движении двух бегущих волн в противоположном направлении, когда они последовательно усиливают и ослабляют друг друга. Амплитуда результирующей волны вдвое больше амплитуды складывающихся волн.

Колебания воздушного столба. Слева: для трубы, открытой с обоих концов, длина волны основной гармоники f₁ примерно в двое больше длины трубы. Оберто­ны кратны основному тону: f₂= 2f₁; f₃= 3f₁ и т.д.

Справа: для трубы, закрытой с одного конца, длине волны основной гармоники f₁ в четыре раза больше длины трубы. Четные гармоники отсутствуют: первый обер­тон имеет частоту 3f₁ , следующий — 5f₁ и т.д.

Дата добавления: 2015-06-25