Fale akustyczne

Źródłem fal akustycznych są ciała wprawione w drgania, np. struny gitary. (-> artykuł: drgania i fale)

Fala akustyczna to zmienne w czasie zaburzenia ciśnienia i gęstości przenoszące energię mechaniczną w ośrodku np. w powietrzu. W próżni, nie ma ośrodka, w którym mogłaby rozchodzić się fala akustyczna. Gdybyśmy wyobrazili sobie robota "grającego" na gitarze w próżni, to choć struny by drgały to nie byłoby dźwięku. Mikrofon niczego by nie zarejestrował. 

rys. 1   Fale akustyczne powstają gdy ciało drgające przekazuje energię cząstkom powietrza

Dźwięk - fala akustyczna słyszalna przez człowieka

Najczęściej mówiąc o fali akustycznej myślimy o fali rozchodzącej się w powietrzu. Fala akustyczna tworzą ją miejscowe, okresowe zmiany gęstości i ciśnienia powietrza.

Fala akustyczna w powietrzu rozchodzi się z prędkością 340 m/s.

Fale akustyczne o częstotliwościach słyszalnych przez człowieka, czyli z zakresu 20Hz - 20 000 Hz, nazywamy falami dźwiękowymi.

Fale o częstotliwościach niższych niż 20 Hz to infradźwięki, a fale akustyczne o częstotliwościach większych niż 20 kHz nazywamy ultradźwiękowymi.

Czym jest dźwięk wyjaśniam na filmie o takim tytule i krótkim tekście.

O tym jak człowiek słyszy przeczytasz w artykule Jak odbieramy dźwięki? 

To czym są dźwięki muzyki i dlaczego różne instrumenty brzmią inaczej wyjaśniłem w artykule Dźwięki muzyki

Jeśli lubisz słuchać muzyki to przeczytaj artykuł O słuchaniu muzyki.

Ciekawy eksperyment z falą ultradźwiękową prezentuję na filmie o lewitacji ultradźwiękowej. 

rys. 2  Fala akustyczna w rurze

Fala akustyczna w rurze

Fale akustyczne rozchodzą się jako fala podłużnych drgań (w kierunku rozchodzenia się fali) cząstek materii ośrodka. Najczęściej jest to fala kolista rozchodzące się we wszystkich kierunkach tak jak na rys. 1. 

Prościej będzie przeanalizować falę akustyczną wytworzoną w rurze przez tłok drgający na jej końcu. Gdy tłok przesuwa się w prawo popycha znajdujące się przed nim powietrze powodując jego zagęszczanie, Gdy zmieni kierunek i zacznie przemieszczać się w lewo powietrze będzie rozrzedzane. Gdy osiągnie skrajnie lewe położenie i rozpocznie ruch w prawo cykl zacznie się powtarzać. Widzisz to na rys. 2.

Drgania tłoka będą wywoływały chwilowe, miejscowe zmiany gęstości i ciśnienia powietrza w rurze - to fala akustyczna.

rys.  3  Częstotliwości wybranych dźwięków

Częstotliwości akustyczne

Najniższy dźwięk nuta na fortepianie ( pierwszy klawisz z lewej strony) ma częstotliwość 27,5 Hz, a najwyższy dźwięk (pierwszy klawisz z prawej) ma częstotliwość 4186 Hz.

Ciekawe

Fale akustyczne są jako dźwięki obecne w naszym życiu "od zawsze". Czy wiesz, że dźwięki zaczynamy odbierać już w życiu płodowym? Dziecko po urodzeniu rozpoznaje dźwięki, które słyszało przed nim, np. głosy rodziców i dźwięki z mieszkania np. szczekanie psa.

Zadanie:

Zastanów się czym byłby świat bez dźwięków, bez mowy, muzyki, śpiewu ptaków, szumu fal morskich. Napisz mi co o tym myślisz? Możę masz jakieś pytanie? Też napisz ...  

tel.: 505 377 726     e-mail: kontakt@terazrozumiem.pl

NOTA PRAWNA: Zgodnie z art. 25 ust. 1 pkt 1 b) Ustawy o prawach autorskich i prawach pokrewnych (z 4 lutego 1994 r, z późn. zmianami) zastrzegam, że wszystkie materiały zamieszczone na terazrozumiem.pl są objęte prawami autorskimi, a ich dalsze rozpowszechnianie bez mojej zgody jest zabronione