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).

Rysunek 1 - 1 KB

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.

Rysunek 2 - 2 KB

Szybkość rozchodzenia się dźwięku w powietrzu w temperaturze 0oC wynosi ok. 330 m/s. Przy 10oC wynosi ok. 335,5 m/s, a przy ok. 30oC - 346 m/s. Można doszukać się zależności: przy wrastającej temperaturze o 1oC 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.