Akustyka Akustyka jest to nauka o powstawaniu dźwięków i ich rozchodzeniu się w ośrodkach materialnych, zwykle w powietrzu. W szerokim sensie tego słowa dźwiękiem nazywamy wszystkie fale sprężyste, oddziałujące na nasze organy słuchu, zawarte w przedziale częstotliwości od 16 do 20000Hz. Dźwięk jest falą podłużną, kulistą. Fale dźwiękowe
Infradźwiękami nazywamy fale o częstotliwościach mniejszych niż 16Hz. Ultradźwiękami nazywamy fale o częstotliwościach większych niż 20000Hz. Źródłami fal dźwiękowych mogą być pobudzone do drgań ciała stałe, np. struny skrzypiec, ludzkie struny głosowe, bęben lub membrana głośnika; drgające ciecze, np. fale morskie; drgające słupy powietrza, np. w piszczałkach organów lub instrumentach dętych. Mechanizm rozchodzenia się fali dźwiękowej w powietrzu przedstawia schematycznie rysunek poniżej: Drgania membrany zamykającej długą rurę powodują na przemian zagęszczanie i rozrzedzanie warstw zawartego w niej powietrza, nadając jego cząsteczkom ruch oscylacyjny do przodu i do tyłu. Podobnie jak w powietrzu fale dźwiękowe mogą się rozchodzić również w cieczach i ciałach stałych, lecz nie rozchodzą się w próżni. Można to łatwo sprawdzić umieszczając pod kloszem pompy próżniowej dzwonek elektryczny. W miarę rozrzedzania powietrza dźwięk dzwonka słabnie, aż wreszcie zupełnie zanika, mimo że dzwonek w dalszym ciągu działa. Prędkość rozchodzenia się fali dźwiękowej jest zależna od gęstości i własności sprężystych ośrodka, na przykład od ciśnienia i temperatury powietrza. W przypadku, gdy powietrze porusza się, fale dźwiękowe są unoszone wraz z nim i prędkość ich zależy dodatkowo od kierunku i prędkości tego ruchu. Prędkość rozchodzenia się fali dźwiękowej w powietrzu nieruchomym w warunkach normalnych wynosi 332 m/s, w wodzie 1450 m/s, w stali 4900 m/s, a w szkle 5600 m/s. W przypadku, gdy źródło fal porusza się z prędkością przekraczającą prędkość rozchodzenia się fali dźwiękowej, powstaje tzw. fala uderzeniowa. Stosunek prędkości przekraczającej prędkość dźwięku do prędkości dźwięku nazywamy liczbą Macha; wyraża ona, ile razy prędkość ciała (pocisku, samolotu, rakiety, itp.) jest większa od prędkości fali dźwiękowej w powietrzu. Cechy dźwięku
Ucho ludzkie posiada wrażliwość, umożliwiającą rozróżnienie następujących cech dźwięku: wysokości, barwy i natężenia. Fizyczną miarą wysokości dźwięku jest częstotliwość fali dźwiękowej, przy czym dźwięk jest tym wyższy, im wyższa jest częstotliwość. Do dokładnych pomiarów wysokości dźwięku służy analizator dźwięków, złożony z mikrofonu oraz lampy oscyloskopowej przekształcający odbieraną falę dźwiękową w wykres drgań. Dźwięki o jednakowej wysokości wydawane przez różne źródła wywołują odmienne wrażenia słuchowe. Różnice te spowodowane są charakterystycznym dla danego źródła dźwięku nakładaniem się na podstawowe drgania harmoniczne drgań harmonicznych o większych częstotliwościach i określone są mianem barwy dźwięku. Dźwięki o jednakowej wysokości, lecz różnej barwie różnią się kształtem krzywej drgań.
(…)
…, gdy częstotliwość drgań źródła zawarta jest w przedziale od 16Hz do 20 000Hz. DRGANIA STRUN Jeżeli napiętą strunę zamocowaną na obydwu końcach pobudzimy do drgań, to wskutek odbicia się od drugiego zamocowanego końca powstanie fala stojąca, której węzły odpowiadają punktom zamocowania struny. Drgania struny wytwarzają w otaczającym ją powietrzu falę dźwiękową o określonej długości, równej podwojonej długości struny, a tym samym o określonej częstotliwości, zwanej częstotliwością podstawową. W drgającej strunie mogą być również wytworzone fale stojące o innych częstotliwościach, przy czym musi być spełniony warunek, aby ich węzły znajdowały się w punktach zamocowania struny. Pobudzona do drgań struna drga nie tylko z częstotliwością podstawową, lecz również z wieloma wyższymi częstotliwościami składowymi…
… SŁUPA POWIETRZA zamkniętego dwustronnie Pobudzenie pręta zamocowanego w jednym końcu powoduje powstanie fali stojącej, przy czym zamocowanego punkcie zamocowania pręta powstaje węzeł fali, zaś na jego końcu strzałka, a więc długość pręta odpowiada jednej czwartej części długości fali. W pręcie tym mogą być wzbudzone również fale stojące o mniejszej długości, przy czym musi być spełniony warunek…
… harmoniczne drgań harmonicznych o większych częstotliwościach i określone są mianem barwy dźwięku. Dźwięki o jednakowej wysokości, lecz różnej barwie różnią się kształtem krzywej drgań. Dźwięki wytwarzane przez źródła drgające ruchem harmonicznym, których wykres drgań ma kształt sinusoidy, nazywają się tonami. Miarą intensywności dźwięku jest jego natężenie. Natężeniem dźwięku nazywamy stosunek energii docierającej w jednostce czasu do danej powierzchnio, czyli mocy, do pola tej powierzchni. I - natężenie fali P - moc fali s - pole powierzchni Badania wykazały, że natężenie dźwięku (o stałej częstotliwości) jest proporcjonalne do kwadratu amplitudy, dlatego dźwięki słabe różnią się od silnych przede wszystkim mniejszą amplitudą fali. Miarą czułości ucha ludzkiego jest próg słyszalności, czyli najmniejsze…
…. Wskutek tego w takim obwodzie drgania elektromagnetyczne mają charakter drgań gasnących (zanikających). Oznacza to, że maksymalne natężenie prądu I płynącego w obwodzie maleje wraz z upływem czasu. Aby pokryć straty energii oraz otrzymać drgania niezanikające w czasie, obwód należy dodatkowo zasilić. W najprostszym przypadku stosuje się do tego celu włączony równolegle w obwód induktor In, zasilany…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)