Nauczyciel: Karolina Suchomska
Przedmiot: Układy i urządzenia elektroniczne
Klasa: 2 BE elektronicy
Temat lekcji: Właściwości dźwięku i jego zapis
Data lekcji: 04.05.2020
Wprowadzenie do tematu:
Poniżej znajdziecie kilka informacji i ciekawostek dot dźwięku, które znacie już z np. fizyki. Do lekcji potrzeby nam będzie skrypt- znów na kilka tematów i znów oceniam notatkę dopiero kiedy skończymy dział. Dzisiejsza lekcja jest
przeznaczona na 4 godziny, także powoli przeczytajcie pierwszy rozdział dołączonego skryptu.
Dźwięk jest rodzajem podłużnej fali mechanicznej. Prędkość rozchodzenia się fali dźwiękowej zależy od rodzaju ośrodka , rośnie wraz z jego gęstością. I tak np. w powietrzu prędkość dźwięku wynosi 330 m/s, a już w wodzie 1450 m/s. Dużo większe prędkości dźwięk osiąga w ciałach stałych, np. w żelazie wynosi 5130 m/s, a w granicie prędkość może sięgać 6000 m/s.
Ponieważ fala dźwiękowa jest falą mechaniczną dlatego do propagacji potrzebuje ośrodka materialnego. Rozchodzenie się fali dźwiękowej polega bowiem na przemieszczaniu się zagęszczeń i rozrzedzeń ośrodka materialnego. Takie drgania cząsteczek ośrodka powodują , że w ich otoczeniu zmienia się ciśnienie atmosferyczne. Takie lokalne zmiany ciśnienia noszą nazwę ciśnienia
akustycznego.
Ilość drgań cząsteczek ośrodka materialnego przypadająca na dany okres czasu to częstotliwość fal dźwiękowych. Wyraża się ją w hercach.
Dźwięki mogą być przenoszone na duże odległości od źródła dźwięku.
Zakres częstotliwości fal mechanicznych, które określa się jako dźwiękowe to przedział od 20 - 20000 Hz.
Fale słyszalne są efektem drgań strun, w tym także strun głosowych. Mogą także powstawać w wyniku drgań słupów powietrza. Tak się dzieje np. w organach. Źródłem dźwięków słyszalnych mogą być także drgania membran i płyt, np. w bębnie czy głośniku.
Fale mechaniczne o częstotliwościach mniejszych od 20 Hz nazywa się infradźwiękami. Natomiast fale mechaniczne o częstotliwościach większych od 20000 Hz to ultradźwięki.
Ultradźwięki wykorzystywane są w przyrodzie przez nietoperze i delfiny. Są one zdolne do emisji
i odbioru tych fal mechanicznych. Posługują się ultradźwiękami do echolokacji.
Również człowiek nauczył się wykorzystywać ultradźwięki. Ważna jest tutaj ich własność, która polega na tym, że sposób rozchodzenia się fali ultradźwiękowej w danym ośrodku ściśle zależy od jego budowy. Stąd te fale dźwiękowe wykorzystuje się w coraz powszechniejszej ultrasonografii pozwalającej na badanie struktury obiektów ( w medycynie do badania ciała człowieka).
Ultradźwięki wykorzystywane są także w przemyśle m.in. do usuwania warstw materiału z podłoża, umożliwia to obróbkę różnych przedmiotów.
Za pomocą fal ultradźwiękowych można również mierzyć odległości z przedziału 1 - 10 metrów.
Infradźwięki także nie są słyszane przez człowieka. Jednak przy pewnej wartości ciśnienia
akustycznego mogą wywierać negatywny wpływ na organizm powodując m.in. uczucie zmęczenia, zaniepokojenie czy ból głowy.
W środowisku naturalnym infradźwięki powstają np. podczas trzęsienia ziemi czy chociażby wyładowań atmosferycznych. Ponieważ infradźwiękom odpowiadają duże długości fal są one słabo tłumione i mogą przenosić się na znaczne odległości.
Wśród niektórych gatunków zwierząt fale infradźwiękowe służą do przesyłania sygnałów na znaczne odległości. Tak się dzieje np. w przypadku słoni.
