音波: 共鳴

共振は、システム内の強制振動の特殊なケースであり、最初の物体の駆動周波数が2番目の物体の固有振動数と一致するため、2番目の物体は同じ周波数で大幅に高い振幅で振動します。

音叉と、一端が閉じた中空の円筒形チューブを考えてみましょう。音叉のタインが固有振動数で振動すると、音波が発生し、それが管の入り口に衝突し、管内の空気が同じ周波数で振動するように強制されます。音叉の固有振動数が空気柱の通常モードと一致すると、共振によって音が大きくなります。

両端が開いているチューブについても同様のことが起こります。チューブ内の空気柱は両端で最大の空気変位を持っているため、両端での音の反射により、特定の周波数に対して大きな振幅の波が生成されます。

両端が開いている真空管の共振周波数は、両端に固定された弦の定在波と同じ方程式に従います。