Hoeveel verandert de geluidsdruk bij overgang van water naar lucht en omgekeerd

Joop, 55 jaar
13 augustus 2009

Ik wil geluid kunnen meten dat gemaakt wordt aan het begin van een leiding (b.v. diameter 200 mm lengte 100 meter). Deze leiding ligt in principe vlak. Maar halverwege is er verzakking, waarin water staat. Aan het eind is de leiding weer droog. Kan ik dan nog iets meten, of is het geluid te erg verzwakt?

Antwoord

Je buis zal functioneren als een golfgeleider. In een golfgeleider kunnen verschillende modes propageren, met een met de frequentie toenemende complexiteit. Onder een bepaalde grensfrequentie (gegeven door f=340/(1.7*D), met D de diameter van de buis) kan er maar één enkele mode in de buis propageren en dat is een vlakke golf die propageert met een snelheid van ongeveer 340 m/s. De exacte vorm van de doorsnede van de buis doet er dus niet toen en zelfs als er onderweg veranderingen in de doorsnede zijn, heeft dat weinig invloed. Onder die afsnijfrequentie is het leven dus heel eenvoudig. Dus als de plas water in het midden van de buis enkel doorsnede verandert, maar niet volledig de toegang afsluit, kan je net doen of die er niet is (maar zorg er wel voor dat je signaal geen frequenties bevat boven de afsnijfrequentie).

Het is een andere zaak als de buis zodanig doorzakt, dat het water de toegang volledig afsluit. Op dat ogenblik treedt er een reflectie op aan het lucht/wateroppervlak (en weer een aan de water/luchtovergang). De grootte van die reflectie hangt and van het impedantieverschil van de twee media (de impedantie is het product van dichtheid en geluidssnelheid). Vermits de impedantie van lucht en water zeer verschillend zijn, is de reflectie dus zeer groot. Het water doet dienst als een ‘stop’ en houdt vrijwel alle geluid tegen.

 

 

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2022
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen