Fale dźwiękowe
Źródłami dźwięków są ciała drgające. Dźwięk rozchodzi się w postaci fali podłużnej. Jest to fala kulista.
Ludzie słyszą dźwięki od 20 Hz do 20 000Hz.
Dźwięki poniżej 20 Hz słyszą słonie i wieloryby. Są to infradźwięki
Dźwięki powyżej 20 000 Hz są słyszane przez psy, delfiny, nietoperze. Są to ultradźwięki.
Cechy dźwięku:
Głośność – zależy od amplitudy fali. Im jest większa to dźwięk odbieramy jako głośniejszy
Wysokość- zależy od częstotliwości. Im większa tym dźwięk wyższy. Dźwięki o niskiej częstotliwości są buczące a o wysokiej piszczące
Barwa – pozwala na rozpoznanie jego źródła. Można odróżnić głoskę a od e. Można rozpoznać po niej głos lub instrument.
Poziom natężenia dźwięku jest miarą mocy przenoszonej przez fale. Jednostką są dB.
Próg słyszalności wynosi 0 dB. Niższych nie usłyszymy
120 dB to próg bólu. Grozi to uszkodzeniem błony bębenkowej
Zjawisko Dopplera
Zjawisko Dopplera:
Gdy źródło fali zbliża się do odbiornika lub oddala to odbiornik rejestruje falę o innej częstotliwości niż nadawana. Gdy się zbliża to odbiornik rejestruje fale o większej częstotliwości a jak oddala o mniejszej.
Pozwala wyznaczyć prędkość obiektów, które się poruszają.
Wzór
Gdy
obiekt się przybliża: f=f0(1+
)
Gdy
obiekt się oddala f=f0(1-
)
F0 – częstotliwość źródła fali
F - częstotliwość rejestrowana przez odbiornik
v - prędkość względna źródła fali i odbiornika
u - prędkość fali (wynosi 340 m/s)
Dyfrakcja i nakładanie się fal
Punktowe źródło fali wywołuje w przestrzeni falę kulistą. Każdy punk ośrodka do którego dochodzi fala staje się źródłem nowej fali.
Dyfrakcja to zjawisko polegające na zmianie kształtu fali po ominięciu przez falę przeszkody.4
Zmiana kształtu fali oznacza również zmianę kierunku rozchodzenia się fali. Wytwarza się fala kulista (powietrze) lub kołowa (powierzchnia wody).
Zasada superpozycji – Jeżeli nakładają się na siebie 2 fale to wychylenie nowej fali jest sumą wychyleń 2 fal a wygaszenie jest sumą 2 wygaszeń.
2 takie same fale wzmacniają się maksymalnie w punktach do których docierają drgania w tych samych fazach.
2 takie same fale wygaszają się w punktach do których docierają drgania o przeciwnych frazach
Interferencja
Interferencja polega na nałożeniu się 2 fal na siebie. Wynikiem nakładania się fal jest wzmocnienie i wygaszenie w postaci linii.
Fala stojąca – interferencja fal biegnących w przeciwnych kierunkach
Doświadczenie Younga