POWSTAWANIE DŹWIĘKU

Dźwięk - wrażenie słuchowe (dźwiękowe) wywowyłane zaburzeniem falowym. Jednak poza definicją encyklopedyczną można powiedzieć: słysząc jak gra fortepian, skrzypce, flet itd. słyszymy jak dociera do nas dźwięk. Do powstania dźwięku potrzebne są 3 składniki: źródło dźwięku, przewodnik dźwięku i ucho słuchającego. Jeśli wyeliminujemy chociaż jeden z tych składników, dźwięku nie usłyszymy.

Źródłem dźwięku mogą być ciała sprężyste które podlegają drganiom, np. struna (fortepian, harfa). Na instrumentach perkusyjnych dźwięk powstaje przez uderzenie pałeczką w płytę (talerz), w pręt metalowy (trójkąt) oraz w płytki drewniane (ksylofon). Przez zadęcie w drewnianą bądź metalową rurę powstaje dźwięk w instrumentach dętych (obój, flet, trąbka, piszczałka).

Przewodnikiem dźwięku mogą być ciała lotne (powietrze), płynne (woda) lub stałe (metal, drewno).

Ciało wprawione w ruch drga na zasadzie ruchu falowego. Jeżeli ruch drgający jednego z punktów ciała przedstawimy w postaci wykresu w ten sposób, że na prostej poziomej oznaczymy czas (t) potrzebny do wychylenia się punktu w obie strony i do powrotu do punktu wyjściowego (x), otrzymamy tzw. sinusoidę. Każdy punkt tej sinusoidy określa chwilowe położenie drgającego punktu (rys. 1).

Największe wychylenie drgającego punktu na sinusoidzie (max. x) nazywamy amplitudą drgania. Największe wychylenie ciała w jednym kierunku jest połową pełnego drgania (x), dopiero zaś wychylenie w obu kierunkach tworzy jedno pełne drganie (x+x). Czas potrzebny do wykonania przez drgający punkt pełnego drgania nazywamy okresem.

Drgania ciała przedstawione na rys. 1 wytwarzają fale w powietrzu i docierają do ucha, która pobudzona do takich samych drgań, jakie miało źródło dźwięku, przekazuje je za pomocą urządzeń aparatu słuchowego ucha do ośrodka słuchowego w mózgu. Fale głosowe w spokojnym powietrzu i w wolnej przestrzeni rozchodzą się jednakowo we wszystkich kierunkach - tworzą warstwy kuliste.

Szybkość rozchodzenia się dźwięku w powietrzu w temperaturze 0^oC wynosi ok. 330 m/s. Przy 10^oC wynosi ok. 335,5 m/s, a przy ok. 30^oC - 346 m/s. Można doszukać się zależności: przy wrastającej temperaturze o 1^oC wzrasta prędkość rozchodzenia się o ok. 0,55 m/s. W czasie burzy, licząc co 1 sekundę od światła błyskawicy do grzmotu, można określić ile metrów od nas nastąpiło wyładowanie elektryczne. Oczywiście ten wynik nie będzie dokładny jeśli obok nas są naturalne przeszkody: drzewa, budynki itd.