Tiotal: A’ Tuigsinn Stòran Fuaime: Ceistean Eisimpleir agus Deasbad
Pendahuuan
Is e tonn meacanaigeach a th’ ann am fuaim a bhios a’ sgaoileadh tro mheadhan leithid èadhar, uisge, no stuthan cruaidh. Tha an iongantas seo deatamach do bheatha làitheil, bho chonaltradh daonna agus tlachd fhaighinn à ceòl gu tagraidhean teicneòlais leithid sonar agus ultrasound. San artaigil seo, rannsaichidh sinn diofar bhun-bheachdan co-cheangailte ri stòran fuaim tro eisimpleirean de dhuilgheadasan a chuidicheas le ar tuigse.
Bun-bheachd nan Stòran Fuaime
Mus tèid sinn a-steach do na duilgheadasan eisimpleireach, leig dhuinn sùil ghoirid a thoirt air bun-bheachd stòran fuaim. Tha fuaim air a chruthachadh le crith nì, agus tha grunn fheartan cudromach ri thuigsinn:
1. Tricead: An àireamh de chreathadh a bhios stòr fuaim a’ dèanamh gach diog, air a thomhas ann an Hertz (Hz). Bidh tricead a’ dearbhadh àirde an fhuaim.
2. Meud-thomhas: Meud nan crithidhean bho thùs fuaim. Tha meud-thomhas ceangailte gu dìreach ri àirde no bogachd an fhuaim.
3. Astar Fuaime: Bidh astar fuaim ag atharrachadh a rèir a’ mheadhain. Mar eisimpleir, bidh fuaim a’ siubhal nas luaithe ann an uisge na ann an èadhar.
4. Tonn-fhad: An t-astar eadar dà mhullach leantainneach de thonn-fuaime.
Eisimpleir de Cheistean Stòr Fuaime
Bruidhnidh sinn air beagan cheistean eisimpleireach gus tuigse nas fheàrr fhaighinn air bun-bheachd stòran fuaime.
Ceist 1: Stòran Fuaime agus Tricead
Bidh forc-gleusaidh a’ dèanamh fuaim le tricead de 440 Hz. Ma tha astar fuaim san adhar 340 m/s, dè an tonn-fhaid a th’ aig an fhuaim a bhios am forc-gleusaidh a’ dèanamh?
Deasbad:
Faodar tonn-fhad obrachadh a-mach leis an fhoirmle:
[\lambda = \frac{v}{f} \]
Far a bheil ΔL (ΔL) na thonn-fhaid, ΔV na astar fuaim, agus ΔF na tricead.
Cuir a-steach na luachan a th’ againn:
[lambda = \frac{340 \, \text{m/s}}{440 \, \text{Hz}} = 0.7727 \, \text{m} \]
Mar sin, is e tonn-fhaid an fhuaim a thèid a thoirt a-mach 0.7727 meatairean.
Ceist 2: Meud agus dian fuaim
Bidh dà thùs fuaim co-ionann a’ dèanamh dà thonn le meudan de 2 aonad gach fear. Ma thèid an dà thonn seo a chur còmhla, dè an ìre as àirde a ghabhas dèanamh?
Deasbad:
Nuair a thèid dà thonn leis an aon leud agus an aon ìre a chur còmhla, is e suim an leud as motha a thig às. Mar sin:
An leud as motha = 2 + 2 = 4 aonadan.
Ceist 3: Buaidh Doppler
Tha carbad-eiridinn a’ gluasad aig 30 m/s a’ tighinn faisg air coisiche a tha na stad. Ma tha tricead an t-sirein aige 700 Hz agus astar fuaim san adhar 340 m/s, dè an tricead a chluinneas an coisiche?
Deasbad:
Cleachd foirmle buaidh Doppler airson stòr a tha a’ tighinn faisg air neach-èisteachd:
[f' = f (v + v_o}{v – v_s)]
An seo, 's e \(f' \) an tricead a chaidh fhaicinn, 's e \(v \) astar fuaim san adhar, 's e \(v_o \) astar an neach-èisteachd (0 m/s leis gu bheil an coisiche na stad), agus 's e \(v_s \) astar an stòr (an carbad-eiridinn).
[f' = 700, Hz ((frac{340, m/s + 0, m/s)/340, m/s – 30, m/s)]
[f' = 700, Hz (frac{340}{310))
[f' = 768.39, Hz]
Mar sin, tha an tricead a chluinneas an coisiche mu 768.39 Hz.
Ceist 4: Ath-fhuaimneachadh
Tha fad 0.85 meatair aig tiùb ath-shonnachaidh fosgailte. Ma tha astar fuaim san adhar 340 m/s, dè an tricead bunaiteach den ath-shonnachadh seo?
Deasbad:
Airson tiùb fosgailte, faodar an tricead bunaiteach obrachadh a-mach leis an fhoirmle:
[f = \frac{v}{2L} \]
Far a bheil \(L \) fad an tiùba.
[f = \frac{340 \, \text{m/s}}{2 \times 0.85 \, \text{m}}]
[f = 200, Hz]
Mar sin, is e 200 Hz tricead bunaiteach an tiùba ath-shonnrachaidh.
Co-dhùnadh
Tha tuigse air stòran fuaim agus nithean co-cheangailte riutha leithid tricead, leud, astar, agus buaidh Doppler riatanach ann am fiosaig fuaim. Tha na eisimpleirean de dhuilgheadasan gu h-àrd a’ sealltainn mar a tha na bun-bheachdan seo air an cur an sàs ann an diofar shuidheachaidhean. Le bhith a’ sgrùdadh agus a’ cleachdadh nan duilgheadasan seo, is urrainn dhuinn ar tuigse air mar a tha fuaim ag obair mun cuairt oirnn a dhoimhneachadh. Cùm ort a’ cleachdadh agus a’ sgrùdadh diofar ghoireasan gus d’ eòlas air fuaim a neartachadh.
