Kapitel 5
5. Superposition av vågor
5.1 D När det regnar på en vattenyta ger varje regndroppe upphov till en cirkulär våg. Varför bildas det inga monstervåger när de olika vågorna adderas?
5.2 D Hur fungerar hörlurar med aktiv bullerreducering? Tips: Det sitter en mikrofon på utsidan av lurarna och en högtalare på insidan
5.3 Två stämgafflar ger frekvenserna 440 Hz respektive 442 Hz. Som vanligt vid frekvensangivelser avses störningens, t.ex. ljudtryckets tidsvariation. Med vilken svävningsfrekvens varierar den totala intensiteten?
5.4 Två lika högtalare är uppställda intill varandra i luft på en dryg meters avstånd från en mikrofon. Avståndet till mikrofonen är för båda högtalarna lika och justerat så att ljudvågorna kommer i fas till mikrofonen. Hur ändras ljudnivån med två högtalare inkopplade istället för en,
a) om högtalarna sänder samma signal?
b) om högtalarna sänder signaler med samma ljudnivå men annars helt utan samband?
5.5 Vid Wieners experiment sänds en monokromatisk ljusstråle (l0 = 589 nm) mot en metallspegel. På grund av reflexen bildas en stående våg. Anta att spegeln är perfekt så att reflektansen är 1 och elektriska fältstyrkan vid spegelytan » 0. Ange de tre svängningsbukar som uppkommer närmast spegeln för
a) E-fältet
b) B-fältet
c) Var uppkommer svärtning på en inplacerad fotografisk plåt?
5.6 Två plan ges av
a) Beskriv vågornas rörelse.
b) Vid vilken tidpunkt är deras superposition noll överallt?
c) I vilken punkt är deras superposition alltid noll?
5.7 Två vågor som färdas längs samma linje beskrivs av följande ekvationer
Rita formen på den resulterande vågen.
5.8 Plotta och ange ekvationerna för superpositionen av följande harmoniska vågor
Där perioden är 2 s.
5.9 a) Visa att grupphastigheten kan skrivas enligt
b) Ange grupphastigheten för plana vågor i ett spridande medium, för vilka , där A och B är konstanter. Tolka resultatet.
5.10 En laser sänder ut en monokromatisk stråle med våglängden λ, som reflekteras vinkelrätt från en plan spegels yta. Hastigheten v är känd. Vad är svävningsfrekvensen mellan det infallande och det reflekterade ljuset?