a) Kalla högtalarna A, B, C ovanifrån och ned. Tongeneratorn är densamma till alla högtalare, så alla högtalare sänder ut ljud i samma fas. Eftersom L>>a, b kommer en betraktare i punkt P att uppleva ljudet vara samlat i en punkt, i samma fas. Lite formellt kan vi se detta genom att titta på Pythagoras sats för avståndet från högtalare A till punkten P:
d_AP = a^2 + L^2 --> L^2 då L>>a
p.s.s.
d_BP = b^2 + L^2 --> L^2 då L>>b
Ljudet upplevs därför komma någonstans från en och samma källa på avståndet L^2 från punkten P eftersom a och b kan försummas.
Eftersom ljudet från alla högtalare är i fas och approximativt ligger på samma avstånd från punkten P kan intensiteterna superponeras. I_tot = 3I = 15mW/m^2
b) Denna är jag lite osäker på om jag tänkt helt rätt, men ett sätt att finna konstruktiv interferens är att du vet att avståndet från källorna måste vara ett heltal antal våglängder från punkten för att vara i fas. Antag en punkt på avståndet m från origo längs y-axeln. Låt K, L, M vara heltal. De får inte vara noll, för då hade högtalaren legat i punkten själv och vi vet att m ligger ovanför högtalarna. Egentligen hindrar ingenting att sätta b = -m, oklart om detta är det kortaste avståndet dock. Edit: Det gör det nog visst, eftersom b inte var definierat som en pil från origo, utan ett avstånd från origo som då måste vara >0. K<L<M eftersom de är olika nära källan. Avståndet från källan till högtalarna måste då vara:
(1) m - a = K*lambda
(2) m = L*lambda
(3) m+b = M*lambda
Addera allt:
3m+b-a = (K+L+M)*lambda
b = (K+L+M)*lambda/(3m-a)
Notera att 3m-a är alltid nollskiljt eftersom m > a > a/3.
Den kombination av heltal som är lägst är K=1, L=2, M=3. Det ger det minsta b:
b = 6*lambda/(3m-a)
där våglängden kan fås ur sambandet v = lambda*f.