Nr. Ćw. 3
Temat ćw.
Rezonans akustyczny
Teoria
Nr. Zespołu
Zaliczenie
Uwagi
WIMiC, rok 1, gr.1
Wprowadzenie Teoretyczne
Fale dźwiękowe w gazach i ciałach stałych -
Fala to zaburzenie, które się rozprzestrzenia w ośrodku lub przestrzeni. Fale przenoszą energię z jednego miejsca do drugiego bez transportu jakiejkolwiek materii.
Fale dźwiękowe – są podłużnymi falami mechanicznymi rozchodzącymi się w ośrodkach sprężystych: ciałach stałych, cieczach i gazach. Są to fale ciśnieniowe.
Ze względu na zakres częstotliwości wyróżnia się trzy rodzaje fal dźwiękowych:
infradźwięki - poniżej 20 Hz
dźwięki słyszalne - 20 Hz - 20 kHz
ultradźwięki - powyżej 20 kHz
Interferencja fal- zjawisko wzajemnego nakładania się fal zgodnie z tzw. Zasadą superpozycji fal (wychylenie w danym punkcie jest sumą wychyleń wszystkich przebiegających przez ten punkt fal)
Fala stojąca – jest ona wynikiem interferencji dwóch fal o takich samych amplitudach i częstościach biegnących w przeciwnych kierunkach.
Prędkość dźwięku w gazach – jest zależna od temperatury, im większa jest temp. Tym większa jest prędkość dźwięku. Dla powietrza w warunkach normalnych( 20 C i 101325 Pa) wynosi 343 m/s. Stopnie swobody: liczba stopni swobody gazu i oznacza ile możliwych ruchów w przestrzeni może wykonywać cząsteczka danego gazu:
i= 3 dla gazu jednoatomowego
i= 5 dla gazu dwuatomowego
i = 6 dla gazu trzy i więcej atomowego
Prędkość rozchodzenia się dźwięku dla różnych ośrodków:
· powietrze - 340 m/s
· woda - 1500 m/s
· beton - 3800 m/s
· stal - 5100 m/s - 6000 m/s
· aluminium - 6300 m/s
· ołów - 2100 m/s
Podstawowe pojęcia akustyczne:
Ton - to drgania z jedną częstotliwością.
Słyszalność dźwięku zależy nie tylko od jego częstotliwości, ale od energii docierającej do ucha w jednostce czasu. Ucho ludzkie ma różną czułość dla różnych częstotliwości dźwięków. Najwyższa dla dźwięków o częstotliwości ok. 1-3kHz.
Echo – fala akustyczna odbita od przeszkody i docierająca do obserwatora po zaniku wrażenia słuchowego fali docierającej bezpośrednio. Wrażenie echa pojawia się, gdy opóźnienie pomiędzy falą bezpośrednią a falą odbitą jest większe niż 100 ms.
Pogłos -zjawisko stopniowego zanikania energii dźwięku po ucichnięciu źródła, związane z występowaniem dużej liczby fal odbitych od powierzchni pomieszczenia. Ucho ludzkie odczuwa pogłos jako przedłużenie dźwięku. Pogłos jest określany ilościowo przez czas pogłosu, czyli ilość sekund potrzebną na spadek energii akustycznej o 60 dB.
Zjawisko Dopplera - zjawisko obserwowane dla fal, polegające na powstawaniu różnicy częstotliwości wysyłanej przez źródło fali oraz zarejestrowanej przez obserwatora, który porusza się względem źródła fali. Dla fal rozprzestrzeniających się w ośrodku, takich jak na przykład fale dźwiękowe, efekt zależy od prędkości obserwatora oraz źródła względem ośrodka, w którym te fale się rozchodzą.
Dudnienia – okresowe zmiany amplitudy drgania wypadkowego powstałego ze złożenia dwóch drgań o zbliżonych częstotliwościach. Dudnienia obserwuje się dla wszystkich rodzajów drgań, w tym i wywołanych falami.
Rusin92