Otwórz menu główne

Fale akustyczne – zaburzenie gęstości i ciśnienia rozchodzące się w ośrodku w postaci fali podłużnej, któremu towarzyszą drgania cząsteczek ośrodka. Ośrodki, w których takie fale mogą się poruszać, to ośrodki sprężyste (ciało stałe, ciecz i gaz). Zaburzenia te 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 ludzkiego słuchu, 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.

Fale dźwiękowe w płynach, ciałach stałych i superpłynach transportują również masę[1].

Podstawowe zależności parametrów fali akustycznejEdytuj

  • Wysokość dźwięku zależy od częstotliwości – im większa 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 częstotliwośćEdytuj

Dźwięki, ze względu na ich częstotliwość f, dzieli się na[2]:

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

Podział ze względu na widmo faliEdytuj

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 dźwiękowychEdytuj

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 teżEdytuj

PrzypisyEdytuj

  1. Angelo Esposito, Rafael Krichevsky, Alberto Nicolis, Gravitational Mass Carried by Sound Waves, „Physical Review Letters”, 122 (8), 2019, DOI10.1103/PhysRevLett.122.084501, ISSN 0031-9007 [dostęp 2019-03-01] (ang.).
  2. Szczepan Szczeniowski, Fizyka doświadczalna. Mechanika i akustyka, PWN, Warszawa 1980.

BibliografiaEdytuj