Sólin Sólin Rís 10:23 • sest 16:05 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 25:04 • Sest 15:29 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 12:18 • Síðdegis: 25:05 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 05:51 • Síðdegis: 18:50 í Reykjavík
Sólin Sólin Rís 10:23 • sest 16:05 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 25:04 • Sest 15:29 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 12:18 • Síðdegis: 25:05 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 05:51 • Síðdegis: 18:50 í Reykjavík
LeiðbeiningarTil baka

Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=
Forsíða Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: fræðileg Hvað er eigintíðni?

Flokkun:

1.9.2008
Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: fræðileg

Hvað er eigintíðni?

Birgir Urbancic Ásgeirsson

Allir hlutir hafa eigintíðni (e. natural frequency). Eigintíðni hlutar er sú sveiflutíðni sem honum er eiginleg og á þeirri sveiflutíðni titrar hluturinn. Eigintíðni hlutar ákvarðast af efnaeiginleikum hlutarins ásamt lögun hans, massa, stærð og togi/spennu (e. tension) og er eigintíðnin mæld í hertsum (Hz) en sú mælieining er nefnd eftir þýska eðlisfræðingnum Heinrich Hertz (1857-1894). Eitt herts jafngildir einni sveiflu á sekúndu.

Eigintíðni einhvers efnis getur verið mjög breytileg. Til dæmis er eigintíðni kristals hærri þegar kristallinn er þunnur. Þetta heyrist vel þegar fingri er strokið eftir brún á kristalglasi því þá myndast frekar hár tónn. Hins vegar er eigintíðnin minni þegar kristallinn er þykkur. Föst efni hafa því ekki ávallt sína eigintíðni heldur fer það eftir formi þeirra.

Þegar hlutir verða fyrir höggi, bylgju eða annars konar truflun þá fara þeir að titra eða sveiflast. Dæmi um þetta er þegar penni dettur á gólfið eða þegar slegið er á gítarstreng. Allur titringur og allar bylgjur hafa tíðni og sú tíðni sem hlutur sveiflast á eftir að hann verður fyrir áreiti er eigintíðni hlutarins.

Túba er hljóðfæri sem gefur frá sér yfirtónaríkan tón og hefur þess vegna margfalda tíðni.

Flestir einfaldir hlutir hafa eina eigintíðni en flóknari hlutir geta einnig haft fleiri eigintíðnir. Sem dæmi þá er hljóð úr flautu venjulega einungis af einni tíðni sem er um 200 Hz og kemur þá fram mjög hreinn tónn. Einnig geta hljóðfæri eins og túba gefið frá sér hljóð með mismunandi tíðni sem tengist innbyrðis með heiltöluhlutföllum og kallast hinir mismunandi tónar þeirra yfirtónar. Tíðni túbu er 200, 400, 600, 800 og 1000 Hz. Hins vegar eru svo til hlutir sem gefa frá sér hljóð sem hafa ekki þessa tengingu. Þannig hlutir mynda ekki fallega tóna heldur hávaða. Þegar við missum penna á gólfið getur tíðni hljóðsins til dæmis verið blanda af 197, 211, 217, 219, 287 Hz,… og svo framvegis. Mjög erfitt er því að ákvarða eigintíðni slíkra hljóða.

Þó er hægt að mæla eigintíðni einfaldari hluta. Ef við sláum í hlut þá byrjar hann að titra og getur sent frá sér hljóð. Tíðni hljóðsins er eigintíðni hlutarins. Hægt er að mæla tíðni með hinum ýmsu tækjum eins og tíðnimælum. Sumir þeirra mæla tíðni hljóðs á stafrænu formi en aðrir mæla tíðni hljóðbylgna í lofti.

Titrandi hlutur orsakar titring í efni sem framleiðir bylgju. Þessir hlutir gætu til dæmis verið rödd manneskju eða hátalari. Ef sveifluvídd bylgjunnar er nógu mikil og ef eigintíðni hlutarins er innan þeirra marka sem mannseyrað greinir þá heyrum við hljóð. Mannseyrað greinir einungis hluta af því hljóði sem til er, en það greinir oftast frá 20 Hz til 20.000 Hz. Hundar og mýs heyra til dæmis hljóð af hærri tíðni en maðurinn og kallast það hátíðnihljóð. Börn heyra einnig hærri tíðni en fullorðið fólk.

Ef hlutur með ákveðna eigintíðni verður fyrir bylgjum með sömu tíðni þá fer hann að sveiflast. Þegar þessar sveiflur aukast vegna áhrifanna þá kallast það herma en um hana má lesa meira í svari sama höfundar við spurningunni Hvað er herma og hvernig er hægt að brjóta gler með henni?

Heimildir og mynd:

Höfundur

Birgir Urbancic Ásgeirsson

eðlisfræðinemi

Útgáfudagur

1.9.2008

Síðast uppfært

21.6.2018

Spyrjandi

Friðrik Jónsson

Efnisorð

Tilvísun

Birgir Urbancic Ásgeirsson. „Hvað er eigintíðni?“ Vísindavefurinn, 1. september 2008, sótt 23. nóvember 2024, https://visindavefur.is/svar.php?id=14989.

Birgir Urbancic Ásgeirsson. (2008, 1. september). Hvað er eigintíðni? Vísindavefurinn. https://visindavefur.is/svar.php?id=14989

Birgir Urbancic Ásgeirsson. „Hvað er eigintíðni?“ Vísindavefurinn. 1. sep. 2008. Vefsíða. 23. nóv. 2024. <https://visindavefur.is/svar.php?id=14989>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki

Senda grein til vinar

=

Hvað er eigintíðni?
Allir hlutir hafa eigintíðni (e. natural frequency). Eigintíðni hlutar er sú sveiflutíðni sem honum er eiginleg og á þeirri sveiflutíðni titrar hluturinn. Eigintíðni hlutar ákvarðast af efnaeiginleikum hlutarins ásamt lögun hans, massa, stærð og togi/spennu (e. tension) og er eigintíðnin mæld í hertsum (Hz) en sú mælieining er nefnd eftir þýska eðlisfræðingnum Heinrich Hertz (1857-1894). Eitt herts jafngildir einni sveiflu á sekúndu.

Eigintíðni einhvers efnis getur verið mjög breytileg. Til dæmis er eigintíðni kristals hærri þegar kristallinn er þunnur. Þetta heyrist vel þegar fingri er strokið eftir brún á kristalglasi því þá myndast frekar hár tónn. Hins vegar er eigintíðnin minni þegar kristallinn er þykkur. Föst efni hafa því ekki ávallt sína eigintíðni heldur fer það eftir formi þeirra.

Þegar hlutir verða fyrir höggi, bylgju eða annars konar truflun þá fara þeir að titra eða sveiflast. Dæmi um þetta er þegar penni dettur á gólfið eða þegar slegið er á gítarstreng. Allur titringur og allar bylgjur hafa tíðni og sú tíðni sem hlutur sveiflast á eftir að hann verður fyrir áreiti er eigintíðni hlutarins.

Túba er hljóðfæri sem gefur frá sér yfirtónaríkan tón og hefur þess vegna margfalda tíðni.

Flestir einfaldir hlutir hafa eina eigintíðni en flóknari hlutir geta einnig haft fleiri eigintíðnir. Sem dæmi þá er hljóð úr flautu venjulega einungis af einni tíðni sem er um 200 Hz og kemur þá fram mjög hreinn tónn. Einnig geta hljóðfæri eins og túba gefið frá sér hljóð með mismunandi tíðni sem tengist innbyrðis með heiltöluhlutföllum og kallast hinir mismunandi tónar þeirra yfirtónar. Tíðni túbu er 200, 400, 600, 800 og 1000 Hz. Hins vegar eru svo til hlutir sem gefa frá sér hljóð sem hafa ekki þessa tengingu. Þannig hlutir mynda ekki fallega tóna heldur hávaða. Þegar við missum penna á gólfið getur tíðni hljóðsins til dæmis verið blanda af 197, 211, 217, 219, 287 Hz,… og svo framvegis. Mjög erfitt er því að ákvarða eigintíðni slíkra hljóða.

Þó er hægt að mæla eigintíðni einfaldari hluta. Ef við sláum í hlut þá byrjar hann að titra og getur sent frá sér hljóð. Tíðni hljóðsins er eigintíðni hlutarins. Hægt er að mæla tíðni með hinum ýmsu tækjum eins og tíðnimælum. Sumir þeirra mæla tíðni hljóðs á stafrænu formi en aðrir mæla tíðni hljóðbylgna í lofti.

Titrandi hlutur orsakar titring í efni sem framleiðir bylgju. Þessir hlutir gætu til dæmis verið rödd manneskju eða hátalari. Ef sveifluvídd bylgjunnar er nógu mikil og ef eigintíðni hlutarins er innan þeirra marka sem mannseyrað greinir þá heyrum við hljóð. Mannseyrað greinir einungis hluta af því hljóði sem til er, en það greinir oftast frá 20 Hz til 20.000 Hz. Hundar og mýs heyra til dæmis hljóð af hærri tíðni en maðurinn og kallast það hátíðnihljóð. Börn heyra einnig hærri tíðni en fullorðið fólk.

Ef hlutur með ákveðna eigintíðni verður fyrir bylgjum með sömu tíðni þá fer hann að sveiflast. Þegar þessar sveiflur aukast vegna áhrifanna þá kallast það herma en um hana má lesa meira í svari sama höfundar við spurningunni Hvað er herma og hvernig er hægt að brjóta gler með henni?

Heimildir og mynd: