محاسبه بسامد امواج ایستاده در تار
اما بسامد طبیعی تار به چه عواملی بستگی دارد؟
برای پاسخ به این پرسش باید نگاه دقیقی به حالت های مختلف پدیده تشدید در تار بیاندازیم. به عنوان مثال به شكل زیر توجّه كنید.
در اینجا تار متناظر با كمترین بسامد تشدید خود به نوسان درآمده است. آنچه كه از شكل تار برمی آید این است كه در این جا فقط نصف طولِ موج تار ملاحظه می شود یعنی طول تار نصف طولِ موج است:
اصطلاحاً به بسامدی كه باعث به وجود آمدن این حالت در تار شده، بسامد پایه گفته می شود. سایر بسامدهای تشدید تار مضرب صحیحی از این بسامد است كه به آن ها بسامد هماهنگ گفته می شود. به طریق مشابه گاهی به بسامد پایه بسامد هماهنگ اوّل نیز می گویند.
به تصویر زیر توجّه كنید. در این حالت طول تار معادل طولِ موج است. در این جا بسامدی كه تار به ارتعاش درآمده دو برابر بسامد پایه می باشد كه به آن بسامد هماهنگ دوّم نیز می گویند.
به تصویر زیر توجّه كنید. در این حالت طول تار معادل سه نیم موج یا بهعبارتی طولِ موج است در این جا تار با بسامدی معادل سه برابر بسامد پایه به ارتعاش درآمده است.
از مقایسه طول تار و طولِ موج های مختلف چه رابطه ای قابل استنتاج است؟
می توان نتیجه گرفت كه طول تار مضرب صحیحی از نصف طولِ موج می باشد.
عدد صحیح n متناظر هماهنگ های مختلف است، n=1 برای هماهنگ اوّل،n=2 برای هماهنگ دوّم و …. با حل رابطه فوق براحتی طولِ موج قابل محاسبه است.
برای مشاهده فیلم روی شكل زیر کلیک کنید.
در بالا طولِ موج هماهنگ های مختلف به دست آمد. برای محاسبه بسامد متناظر هر حالت از رابطه كمك می گیریم و خواهیم داشت:
در این جا F1 برابر فرض شده كه به آن بسامد پایه می گویند. سایر بسامدهای تشدید مضرب صحیحی از بسامد پایه هستند.
ازآنجاكه موج ایستاده بر اثر تداخل دو موج در حال حركت در دو سوی مخالف حاصل می شود بنابراین مفهوم سرعت موج همچنان با معنی است و با كشش تار Ft و جرم واحد طول تار رابطه دارد. به طوری كه داریم:
گروه مدرسه اینترنتی سایت تبیان - تهیه: محسنی
تنظیم: سمیرا بادامستانی