Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
1.Ogólnacharakterystykadźwięku
Porównującfazydrganiaróżnychcząsteczek,możnaznaleźćtakąpowierzchnię,
dlaktórejdrgającecząsteczkimajątęsamąfazę.Powierzchniętakąnazywasiępo-
wierzchniąfalową.Grupycząsteczekozgodnychfazach,któreznajdująsięwjed-
nakowejodległościodźródła,tworząmiejscegeometrycznepunktówwprzestrzeni
zwaneczołemfali.Dlafalrozchodzącychsięzeźródłapunktowegojednakowowe
wszystkichkierunkachczołafalleżąnapowierzchniachkulwspółśrodkowych.Fale
takienazywasięfalamikulistymi.Wdostateczniedużejodległościodźródłaczę-
ścipowierzchnikulistychmożnatraktowaćwprzybliżeniujakopowierzchniepłaskie.
Czołofalistajesięwówczaspłaszczyznąprostopadłądokierunkurozchodzeniasię
fali.Falętakąnazywasięfaląpłaską.Powierzchniefalowetakiejfalitworzązbiór
wzajemnierównoległychpłaszczyzn.
Wzależnościodkierunkudrganiacząsteczekwzględempowierzchnifalowejroz-
różniasiędwazasadniczerodzajefalakustycznych.Jeślikierunekdrgańcząsteczek
jestprostopadłydopowierzchnifalowej,atakjestwośrodkachgazowych,tofalętaką
nazywasięfaląpodłużną.Dlafalipodłużnejruchcząsteczekodbywasięwkierun-
kurozchodzeniasięfali.Falepodłużnewiążąsięzodkształceniemobjętościośrodka
sprężystegoidlategomogąrozchodzićsięwdowolnymośrodku-stałym,ciekłymlub
gazowym.
Jeślikierunekdrgańcząsteczekjeststycznydopowierzchnifalowej,tofalętaką
nazywasięfaląpoprzeczną.Dlafalipoprzecznejruchcząsteczekodbywasięwkie-
runkuprostopadłymdokierunkurozchodzeniasięfali.Falepoprzecznezwiązanesą
zodkształceniemścinaniaośrodkasprężystegoidlategomogąpowstawaćirozcho-
dzićsiętylkowośrodkachmającychsprężystośćpostaci,tzn.wciałachstałych.Pręd-
kośćrozchodzeniasięfalpoprzecznychwdanymośrodku(materiale)jestznacznie
mniejszaniżprędkośćfalpodłużnych.
1.2.Równaniefaliakustycznej
Rozpatrzmy,jakzachowujesięfalaakustycznawośrodkugazowym,októrymza-
kładamy,żejestośrodkiemidealnym1).Załóżmy,żewpewnympunkcietegoośrod-
kaznajdujesięźródłowytwarzającefalęakustyczną.Falatakaspowodujepowstanie
wośrodkulokalnychzmianciśnienia,gęstościitemperatury,którychwartościzależeć
będąododległościodźródładźwiękuiczasu.Przybrakufaliakustycznej,średnie
wartościtychwielkościmożnauznaćzastałe.Natomiastpodczaspropagacjitejfali
wartośćciśnieniawośrodkuulegaćbędziepewnymzmianomwfunkcjipołożenia
punktuobserwacjiiczasu.Ograniczającrozchodzeniesięzmianciśnieniaośrodkatyl-
kodojednegokierunku(osix),możemyzmianytewyrazićwpostaci
1)Ośrodek,któryjestjednorodny,nieruchomyiniepochłaniaenergii,nazywasięośrodkiemidealnym.
32
