Stojni je val na napetoj niti posljedica
interferencije dvaju jednakih valova koji se duž niti šire suprotnim
smjerovima. Jedan od tih valova nastaje titranjem izvora koji se
nalazi na jednom kraju niti, a drugi odbijanjem tog vala na drugom
kraju niti. Kada je na niti stojni val, svi dijelovi niti titraju
istom frekvencijom, ali različitim amplitudama. Stojni val će nastati
samo pri frekvencijama koje su višekratnici osnovne (najmanje) frekvencije. Pri osnovnoj frkvenciji na niti nastaje samo jedan trbuh dva čvora na krajevima. U našem pokusu (A)
osnovna frekvencija iznosi 25 Hz, a prva veća 50 Hz.
Izvor titranja je zvučnik priključen
na generator sinusnog napona promjenjive frekvencije. Ispod
središnjeg dijela membrane zvučnika nalazi se zavojnica koja titra
frekvencijom jednakom frekvenciji sinusnog napona. Za taj dio
membrane zalijepljen je komad medicinske sisaljke i u njezin uski
dio zavijen vijak. Za vijak je učvršćen jedan kraj
niti.
Brzina širenja vala, a time i
njegova valna duljina razmjerna je kvadratnom korijenu iz sile
napetosti. To znači da će na jače napetoj niti val imati veću valnu
duljinu, dok će se na opuštenoj niti valna duljina skratiti, uz
uvjet da val ne mijenja frekvenciju što je ispunjeno izvorom vala stalne frekvencije. Ta se ovisnost može
pokazati ako nit koja je prebačena preko koloture opteretimo najprije s jednim utegom (pokus B).
Dobit ćemo stojni val s dva trbuha odnosno u raspon niti stat
će dvije polovine valne duljine. Ako silu
napetosti povećamo četiri puta (opteretimo nit s četiri utega),
valna duljina će se povećati dva puta pa će u raspon niti
stati jedna polovina valne duljine.
Brzina širenja vala ovisi i o
lineranoj gustoći niti (to je kvocijent mase niti i njezine
duljine). Povećamo li linearnu gustoću četiri puta (pokus C), brzina
se smanji dva puta, što znači da je brzina širenja vala obrnuto
razmjerna korijenu iz linearne gustoće niti.
Na donjoj animaciji prikazuju se dva vala (plavi i
zeleni) koji putuju u suprotnim smjerovima kao što se to događa kod
stojnog vala kada se preklapaju odlazeći i povratni val. Treći,
crveni, je stojni val dobiven zbrajanjem amplituda dva
gornja vala.
