Dubbelstråleoscilloskop
För att mäta ljudets hastighet i luft placerar man två mikrofoner på olika avstånd från en högtalare. Mikrofonerna är anslutna till ett dubbelstråleoscilloskop. Avståndet mellan mikrofonerna varieras, men de befinner sig hela tiden på samma räta linje genom högtalaren. Då avståndet mellan mikrofonerna är 62,3 cm ligger de båda kurvorna på oscilloskopskärmen i fas med varandra. Nästa gång de ligger i fas med varandra är avståndet 93,6 cm. Beräkna ljudhastigheten om frekvensen är 1080hz.
Jag har försökt få fram våglängden genom att subtrahera 93,6-62,3= 31,3 cm. Jag tänker mig att detta avståndet är detsamma som en hel buk, och eftersom en våglängd är två bukar dubblade jag detta värde. Det visar sig däremot att jag ska använda mig av värdet 31,3 cm för att få rätt svar, så jag antar att jag har tänkt fel i att det mätta avståndet är detsamma som en buk. Vad innebär det egentligen att kurvorna ligger i fas med varandra?
En mikrofon kan omvandla en akustisk signal till en elektrisk signal. Ett oscilloskop visar hur en elektrisk signal ser ut som funktion av tiden, dvs enheten i x-led är tiden, och i y-led är signalens amplitud. Ett dubbelstråleoscilloskop är (min gissning) ett väldigt gammalmodigt uttryck för att ocilloskopet har två kanaler, dvs man kan titta på, och, jämföra två signaler samtidigt. Med oscilloskopet kan man alltså betrakta hur ljudvågorna ser ut när de träffar den ena och den andra mikrofonen. Normalt på ett oscilloskop så brukar man placera den ena signalen ovanför den andra, så att man lätt kan jämföra dem. Att den ena signalen ligger ovanför den andra betyder alltså inte att den ena signalen är högre än den andra, utan det är helt enkekt två separata grafer (det är bara tids-axeln i x-led som är gemensam). Nedan har jag klippt in två bilder på hur oscilloskopskärmen skulle kunna se ut. Ena mikrofonsignalen är grön och den andra mikrofonsignalen är lila.
När man jämför två periodiska signaler med ett oscilloskop, tex sinussignaler, så kan man på olika sätt jämföra deras utseende med varandra. Till exempel så kan de vara ”i fas”. Det betyder att sinussignalernas maximala värden sammanfaller i tid. (och eftersom de maximala värdena sammanfaller i tid så gör också de minimala värdena det, etc). Raka motsatsen till att två signaler är ”i fas”, är att de är i ”motfas”, vilket betyder att den ena signalens max sammanfaller med den andra sinussignalens min, etc.
De två mikrofonsignalerna i fas
De två mikrofonsignalerna i motfas:
Det är alltså inte stående vågor detta handlar om, utan hur ljudvågorna från högtalaren först träffar den ena mikrofonen och sedan den andra. Kommer du vidare?
Tack! Det var bara den biten jag behövde hjälp med att förstå, jag kommer vidare nu!
