Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
1.Ogólnacharakterystykadźwięku
jaknatężenieigęstośćenergii(podrozdział1.4)orazpodanomiarylogarytmiczne(de-
cybele)tychwielkościizasadyichsumowania(podrozdział1.5).
1.1.Mechanizmpowstawaniadźwięku
Rozważmyzagadnieniepowstawaniadźwiękuwośrodkugazowym,jakimjestpowie-
trze.Jakwiadomo,ośrodektenjestmieszaninącząsteczekróżnychgazów,którepo-
ruszająsięswobodniewróżnychkierunkachzróżnąprędkością,zależnąodichmasy
itemperaturyośrodka,zderzającsięnaswojejdrodzezinnymicząsteczkami.Droga
swobodnacząsteczekokreślonajestjakośredniaodległośćpomiędzyichzderzeniami.
Ruchcząsteczekmacharakterlosowyiokreślawartośćciśnieniazależnąodprędkości
cząsteczek,ichmasyigęstościgazu.
Zastanówmysię,cosięstaniezlosowymruchemcząsteczek,jeślidoośrodka
wprowadzimyelementdrgający(źródłodźwięku).Elementtenpoprzezzderzenia
zcząsteczkamiośrodkawymuszawswoimotoczeniuokreślonyichruch,tzn.wy-
chylenieelementudrgającegozpołożeniarównowagi,np.wprawopowodujeprze-
sunięciesięsąsiadującychztymelementemcząsteczekrównieżwprawo.Wwyniku
tegotworzysięlokalnezgęszczeniecząsteczekośrodka,atymsamymwzrastalokal-
niechwilowawartośćciśnieniaatmosferycznego.Powstaniezgęszczeniacząsteczek
wywołujepojawieniesięwjegosąsiedztwierozrzedzeniacząsteczek,cooznaczalo-
kalnezmniejszeniesiętegociśnienia.Powrótelementudrgającegowkierunkupoło-
żeniarównowagipowoduje,żelokalniesprężonecząsteczkigazuzacznąpowracaćdo
stanupoczątkowego,tzn.wypełniaćobszar,którypoprzedniozajmowały.Dalszyruch
elementudrgającegopowoduje,żewmiejscupowstałegowpierwszejfazierozrzedze-
niatworzysięzgęszczeniecząsteczek.Wtensposób,wokreślonymmiejscuośrod-
kapowstajezaburzenieciśnieniawpostacitworzącychsięnaprzemianzgęszczeń
irozrzedzeńcząsteczek.Wfaziezgęszczeń,wypadkoweciśnieniepowietrzapw(t)
jestwyższeniżciśnienieatmosferyczneopewnąwartośćp(t),tzn.pw(t)=p0+p(t),
wrozrzedzeniachzaśjestononiższeotakąsamąwartość,czylipw(t)=p0-p(t),gdzie
p0jestciśnieniematmosferycznymwprzybliżeniustałymwczasie
1),równymokoło
105Nlm-2,natomiastp(t)jestciśnieniemakustycznymzmiennymwczasie.Przebieg
zmianciśnieniawypadkowegoilustrujerysunek1.1.
Wartośćciśnieniaakustycznegop(t)jestwprostproporcjonalnadoamplitudydrgań
źródładźwięku.Imwiększajesttaamplituda,tymwiększejestciśnieniewzgęszczeniu
1)Ściślebiorąc,ciśnienieatmosferyczneteżzmieniasięwczasie,leczzmianytesąznaczniewolniejsze
niżzmianyciśnieniaakustycznego.Takiepowolnezmianyciśnieniaatmosferycznego(nawetoznacznych
wartościach)niewywołująwrażeniadźwięku,gdyżichczęstotliwośćjestzbytniskaileżyponiżejzakresu
słyszalności.
30
