Fale akustyczne

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Fala akustyczna – rozchodzące się w ośrodku zaburzenie gęstości (i ciśnienia) w postaci fali podłużnej, któremu towarzyszą drgania cząsteczek ośrodka. Ośrodki, w których takie fale mogą się poruszać, to ośrodki sprężyste (ciało stałe, ciecz, gaz). Zaburzenia to polegają na przenoszeniu energii mechanicznej przez drgające cząstki ośrodka (zagęszczenia i rozrzedzenia) bez zmiany ich średniego położenia. Falą akustyczną nazywa się zarówno falę, która powoduje wrażenie słuchowe (dźwięk), czyli falę dźwiękową, jak i fale o częstotliwościach i amplitudach przekraczających zakres ludzkich zmysłów, ponieważ właściwości fizyczne tych fal są bardzo podobne.

Źródłem dźwięków słyszalnych są ciała wprawione w drgania, których energia jest dostateczna, aby wywołać w ludzkim organie słuchu (uchu) najsłabsze wrażenia słuchowe. Oznacza to, że natężenie dźwięków musi przekraczać próg słyszalności.

Podstawowe zależności parametrów fali akustycznej:[edytuj | edytuj kod]

  • Wysokość dźwięku zależy od częstotliwości – im wyższa częstotliwość fali, tym wyższy dźwięk.
  • Głośność dźwięku zależy od natężenia – jeśli rośnie natężenie fali, dźwięk jest głośniejszy, choć zależność między natężeniem a głośnością nie jest liniowa.
  • Barwa zależy od składu widmowego fali akustycznej – pozwala np. odróżniać dźwięki wytwarzane przez różne źródła.

Podział fal akustycznych ze względu na częstotliwość[edytuj | edytuj kod]

Dźwięki, ze względu na ich częstotliwość f, dzieli się na[1]:

Dodatkowo ze względu na duże amplitudy i specyficzny ośrodek wyróżnia się fale sejsmiczne, drgania rozchodzące się w litosferze Ziemi.

Podział ze względu na widmo fali[edytuj | edytuj kod]

Ze względu na postać widma, dźwięki można sklasyfikować następująco:

  • o widmie dyskretnym:
    • proste – dźwięki, których częstotliwość, a zatem i wysokość, jest ściśle określona;
    • harmoniczne – składające się z wielu tonów prostych, przy czym widmo to ma charakter okresowy (np. mowa, śpiew, muzyka); ich wysokość jest również ściśle określona i zgodna z wysokością tonu podstawowego;
  • o widmie ciągłym:
    • szum – dźwięki, których widmo jest w większości zakresu słyszalności zrównoważone,
    • hałas – dźwięki zazwyczaj o nadmiernym natężeniu.

Prędkości rozchodzenia się fal dźwiękowych[edytuj | edytuj kod]

Prędkości rozchodzenia się fal dźwiękowych w niektórych ośrodkach:

ośrodek temperatura
[°C]
prędkość
[m/s]
tlen 0 317,2
powietrze 0 331,3
wodór 0 1268
woda 15 1450
ołów 20 1230
rtęć 20 1407
miedź 20 3560
aluminium 20 5100
żelazo 20 5130

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. Szczepan Szczeniowski, Fizyka doświadczalna. Mechanika i akustyka, PWN, Warszawa 1980.

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Ilustrowana encyklopedia dla wszystkich. Fizyka, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1991, wyd. 3, ISBN 83-204-1192-0.
  • Robert Resnick, David Halliday, Fizyka 1, wydanie IX, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1993, ISBN 83-01-09323-4, s. 496-.
  • I.W. Sawieliew: Wykłady z fizyki 2. Wyd. 2. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1994, s. 353-. ISBN 83-01-11605-6.