Interferentie

[ukster]

wavetube1 1063 keer bekeken

Door constructieve interferentie zal bij de detector de dubbele amplitude ontstaan als het weglengteverschil Δd gelijk is aan de golflengte λ of een veelvoud ervan.
Δd=m.λ  ,   met m=0,1,2,3,4,...    De geluidsintensiteit neemt dus toe.
Zou dan in theorie met het systeem hieronder een soort van akoestische cascadeversterker gerealiseerd kunnen worden,ervan uitgaande dat de twee lopende golven in fase zijn en blijven in het rechte stuk van de golfpijp.

wavetube2 1063 keer bekeken

Een stemmetje vertelt mij dat dit energetisch onmogelijk is.
Maar hoe zit het dan werkelijk......
 
 
 
 
 
 
 
 

[Professor Puntje]

Door geluidsenergie eerst over twee wegen te verdelen en dan later weer samen te voegen zal die niet toenemen.

[ukster]

Geluidsintensiteit is toch evenredig met het kwadraat van de amplitude?
en de amplitude wordt 2x zo groot bij de detector (door constructieve interferentie) ,dus neemt de intensiteit met een factor 4 toe.

[Professor Puntje]

https://nl.wikipedia.org/wiki/Geluidsintensiteit
 
De (gemiddelde) geluidsintensiteit I op een zeker punt en in een bepaalde richting is het geluidsvermogen dat op dat punt in de aangegeven richting door een haaks op die richting staand oppervlak ter grootte A passeert gedeeld door dat oppervlak A. En daarbij moet je ideaal gesproken ook nog de limiet nemen voor A -> 0. Energetisch is er dan geen probleem.

[ukster]

Ja??  Bedoel je hiermee misschien de intensiteit (watt/m²) rondom een geluid(puntbron) welke afneemt omdat het bolvormig oppervlak steeds groter wordt naarmate de afstand groter wordt tot de puntbron, en er is hier geen sprake van interferentie!
Maar in dit geval gaat toch al het vermogen de golfpijp in terwijl de oppervlaktes ook niet veranderen, en er zijn verder geen verliezen!

[Professor Puntje]

verloop 1061 keer bekeken

 
De geluidsintensiteiten (bij verliesvrij transport en constructieve interferentie) hangen af van de doorsneden.

[ukster]

Dat is een duidelijk plaatje,  en eigenlijk geef je direct de juiste verklaring in bericht #2
Inmiddels denk ik een beetje te gaan begrijpen wat er misschien ook aan de hand is. Geluid plant zich natuurlijk niet voort als transversale golf maar als longitudinale golf waarbij de intensiteit (energie)wordt bepaald door de mate waarin luchtmoleculen worden samengedrukt.
Dan kan ik begrijpen dat de energie inderdaad wordt gehalveerd (via de twee wegen),dus ook de intensiteit, welke dan weer samenkomt bij de detector. De energie (intensiteit) is dus uiteindelijk het zelfde gebleven,dus is er helemaal geen verdubbeling van de amplitude.
 
Zou dat dan kunnen betekenen dat de theorie van interferentie van golven anders werkt voor longitudinale golven dan voor transversale golven. zie ik dat goed?
Dan zou de theorie van de verdubbeling van intensiteit wel gelden voor TEM-golven gelden (bijvoorbeeld licht)
 
dat verklaart dan zeker ook de herhaalde weerkaatsing van verstrooid licht zodat de golven van 1 golflengte in de pas gaan lopen en er een laserbundel uit komt.

[Professor Puntje]

Dan kan ik begrijpen dat de energie inderdaad wordt gehalveerd (via de twee wegen),dus ook de intensiteit, welke dan weer samenkomt bij de detector. De energie (intensiteit) is dus uiteindelijk het zelfde gebleven,dus is er helemaal geen verdubbeling van de amplitude.

 
Het door mij rood gemaakte klopt niet. Veel hangt van de doorsneden A_i af.
 
Als er geen verliezen, weerkaatsingen of iets dergelijks optreedt geldt vanwege energiebehoud dat:
 
I₁.A₁ = I₂.A₂ + I₃.A₃ = I₄.A₄
 
Dat zou volgens mij ook voor andersoortige golven moeten gelden.