Fale akustyczne (dźwięki)

1. Źródłem fal dźwiękowych są ciała drgające z określoną częstotliwością.

Fale o częstotliwości:

a/ 0 - 16 Hz to infradźwięki

b/ 16 - 20 000 Hz to dźwięki ( które słyszy człowiek )

c/ powyżej 20 000 Hz to ultradźwięki

Człowiek może wydawać dźwięki o częstotliwości 85 - 1100 Hz (z taką częstotliwością drgają nasze struny głosowe).

2. Fale akustyczne rozchodzą się w każdym ośrodku materialnym ( nie rozchodzą się w próżni ) . W gazach i cieczach są falami podłużnymi, a w ciałach stałych mogą być falami podłużnymi lub poprzecznymi.

3. Prędkość rozchodzenia się fal akustycznych zależy od ośrodka w którym się rozchodzą:

• powietrze 340 m/s

• woda 1440 m/s

• stal 5000 m/s

Ciekawostki:

ucho ludzkie wychwytuje dźwięki dzięki temu, że fala akustyczna rozchodząca się w powietrzu pobudza do drgania błonę bębenkową w uchu, węże nie mają uszu, nie słyszą więc dźwięków przenoszonych przez powietrze, a tylko dźwięki przenoszone przez ziemię po której pełzają, ryby słyszą całym ciałem, owady nie wydają dźwięków z gardła, a jedynie brzęczą i „słyszą” nogami.

4. Dźwięki różnią się między sobą:

1. wysokością - im częstotliwość fali akustycznej jest większa, tym dźwięk jest wyższy

• 
  wprawiamy w drganie strunę gitary - stopniowo skracamy jej długość i słuchamy jak zmienia się dźwięk ( im krótsza struna tym dźwięk jest wyższy).

• skracamy długość drgającego brzeszczotu ( gumki pasmanteryjnej )- im jest krótszy, tym dźwięk wyższy.

Zwróć uwagę na częstość drgań długiej i krótkiej struny ( gumki, brzeszczotu ) - porównaj z częstością drgań wahadła długiego i krótkiego - im mniejsza długość, tym częstotliwość drgań jest większa. Wniosek - im częstotliwość drgań większa tym dźwięk jest wyższy.

1. natężeniem dźwięku - im amplituda fali jest większa, tym dźwięk ma większe natężenie. Częściej używamy jednak pojęcia „poziom natężenia”, który wyrażamy w belach lub w jednostkach mniejszych - decybelach (dB) (na cześć wynalazcy telefonu Aleksandra Grahama Bella - Amerykanina, który był nauczycielem głuchoniemych).

• uderzamy w kamerton mocno i słabo

• strunę gitary trącamy delikatnie i szarpiemy mocno

• naciągniętą gumkę trącamy delikatnie, mocno.

Im mocniej uderzamy ( trącamy ) - tym większą energię wkładamy i tym większa jest amplituda drgań - dźwięk jest głośniejszy.

0 dB - najcichszy dźwięk jaki można usłyszeć

10 dB - szelest opadającego liścia

30 dB - szept, tykanie zegarka z odl. 1m

40 dB - śpiew ptaków

80 dB - motocykl, pociąg, głośny krzyk

100 dB - grzmot, samochód ciężarowy

130 dB - startujący odrzutowiec

120 dB - próg bólu

1. barwą dźwięku - zależy od sposobu w jaki drga źródło dźwięku

• wydobywamy z kamertonu, gitary i głosem taki sam dźwięk - brzmi on nieco inaczej w każdym przypadku

• trzy dziewczynki śpiewają (osobno) ten sam fragment piosenki - każdy fragment brzmi inaczej

Cechę, która odróżniała od siebie powyższe dźwięki nazywamy barwą dźwięku .

5. Zjawiska falowe

• fale głosowe, jak każde fale, ulegają na szczelinach ugięciu - zaczynają rozchodzić się we wszystkich kierunkach .

- jeden z uczniów wychodzi na korytarz i w pewnej odległości od drzwi mówi coś słychać go w całej klasie, a nie tylko przy drzwiach ( zachodzi ugięcie fali dźwiękowej ).

• po dotarciu do przeszkody fale dźwiękowe odbijają się . Przykładem tego zjawiska jest echo i pogłos.

- stań na dużym korytarzu szkolnym - powiedz coś - dlaczego tak dziwnie, niewyraźnie słychać? ( słychać pogłos - dźwięk odbija się od wszystkich ścian równocześnie), gdyby ściana była daleko moglibyśmy usłyszeć echo.

• Jeśli dźwięk wydobywa się z dwóch lub więcej źródeł to fale dźwiękowe interferują (nakładają się na siebie) - w jednych miejscach słyszymy go głośniej, a w drugich słabiej

czas