1

2 Fala mechaniczna jest to rozchodzące się w ośrodku zaburzenie wywołane drganiem źródła. Ośrodkiem będziemy nazywać ciało materialne, np. powietrze, woda, szkło, mur itp

3 Wielkości opisujące falę Amplituda A metr Okres T sekunda Częstotliwość F herz Długość Fali λ metr Szybkość rozchodzenia się fali V m/s

4 Fale mechaniczne dzielimy na fale poprzeczne i podłużne. Fala podłużna powstaje wtedy, gdy drgania źródła odbywają się w kierunku równoległym do kierunku rozprzestrzeniania się zaburzenia. Fala poprzeczna powstaje wtedy, gdy drgania źródła odbywają się w kierunku prostopadłym do kierunku rozprzestrzeniania się zaburzenia

5 ZJAWISKA FALOWE Do zjawisk falowych zaliczamy: załamanie fali, fala zmienia swoją długość i kierunek dyfrakcję, czyli ugięcie, fala zmienia swój kształt Interferencję- nakładanie się fal pochodzących z różnych źródeł odbicie fali, fala odbija się od przeszkody

6 ZJAWISKA FIZYCZNE ZWIĄZANE Z POWSTAWANIEM I PROPAGACJĄ FAL DŹWIĘKOWYCH. DŹWIĘK Aspekt psychofizjologiczny – wrażenie zmysłowe odbierane przez narząd słuchu Aspekt fizyczny - zaburzenie falowe sprężystego ośrodka, którego istotę stanowi ruch drgający przekazywany kolejno co raz to dalszym cząstkom tego środowiska. Drgania te zachodzą wzdłuż osi, której kierunek jest zgodny z kierunkiem propagacji dźwięku. Taką falę nazywamy FALĄ PODŁUŻNĄ.

7 FALE DŹWIĘKOWE Źródłem dźwięku jest ciało drgające. Ze względu na częstotliwość dźwięki dzielimy na infradźwięki, dźwięki słyszalne, ultradźwięki. 16 Hz do 20 kHz Częstotliwość > 20 kHz Częstotliwość < 16Hz

8 Infradźwięki, poddźwięki to fale sprężyste o częstotliwości mniejszej niż 16 Hz (poniżej dolnej granicy dźwięków słyszalnych); naturalnymi źródłami infradźwięków są: porywy wiatru i zawirowania powietrza oraz wyładowania elektryczne w atmosferze ziemskiej, falowania powierzchni mórz, trzęsienia ziemi itp., sztucznymi — eksplozje, duże drgające elementy konstrukcji maszyn, budynków i urządzeń mech. Infradźwięki są słabo tłumione i rozchodzą się na duże odległości; pozwalają na wyznaczenie miejsc wybuchów, wykorzystywane w badaniach warstw atmosfery, hydrosfery i skorupy ziemskiej. Infradźwięki o dużych natężeniach wpływają ujemnie na organizmy żywe.

9 Ultradźwięki, naddźwięki to fale sprężyste o częstotliwości od 16 kHz (powyżej granicy słyszalności) do 109 Hz (górna granica jest umowna — określona przez techniczne możliwości wytwarzania ultradźwięków jako wiązek fal koherentnych). Czynne zastosowania ultradźwięków — powodujące zmiany nieodwracalne lub częściowo nieodwracalne w ośrodku poddanym działaniu ultradźwięków — to np. obróbka twardych i kruchych materiałów, spawanie, otrzymywanie stopów ze składników różniących się znacznie temperaturą topnienia i gęstością, czyszczenie powierzchni, oczyszczanie gazów, otrzymywanie emulsji, aerozoli, przyspieszanie i wzmaganie wzrostu roślin, rozbijanie kamieni nerkowych, żółciowych, chirurgia ultradźwiękowa.

10

11 Subiektywne cechy dźwięku WysokośćBarwaGłośność

12 a/ Wysokość dźwięku zależy od częstotliwości dźwięku: wysoki niski b/ Głośność dźwięku zależy od amplitudy dźwięku głośny cichy

13 Obiektywne wielkości charakteryzujące dźwięk Prędkość rozchodzenia się fal dźwiękowych Długość fali dźwiękowej Ciśnienie akustyczne Okres fali dźwiękowej CzęstotliwośćAmplituda Skala decybelowa

14 Podstawowe zjawiska towarzyszące rozchodzeniu się fal dźwiękowych: - odbicie fal dźwiękowych - ugięcie fal dźwiękowych - interferencja fal dźwiękowych - dudnienie - pogłos - echo - rezonans akustyczny - hałas

15 Pogłos i echo Pogłos, rewerberacja, zjawisko fizyczne polegające na zanikaniu w pomieszczeniu dźwięku po jego wybrzmieniu. Spowodowane jest wielokrotnymi odbiciami fal dźwiękowych od ścian pomieszczenia, w którym znajduje się źródło dźwięku. Niekiedy pogłosem nazywamy czas, po którego upływie natężenie zanikającego dźwięku będzie mln razy mniejsze. Istnieje także zjawisko sztucznego pogłosu, który wytwarzany jest przy pomocy użądzeń elektroakustycznych w celu uzyskania właściwej akustyki pomieszczenia.

16 Dudnienie to okresowe zwiększanie się i zmniejszanie amplitudy drgania wypadkowego, zachodzące przy interferencji dwóch drgań harmonicznych, których częstotliwości różnią się nieznacznie, jeśli nakładające się drgania mają taką samą amplitudę, to w wyniku interferencji powstaje drganie wypadkowe, którego amplituda zmienia się od podwójnej wartości amplitudy drgań składowych do zera, z częstością dudnienia równą różnicy częstotliwości nakładających się drgań.

17 Hałas, dźwięk niepożądany, którego działanie może być uciążliwe lub szkodliwe dla człowieka; rozróżnia się hałasy ciągłe o nieznacznych zmianach natężenia i widma częstotliwości, w czasie (szmer, szum) oraz hałasy impulsowe (np. huk, trzask). Szkodliwość hałasu zależy od jego natężenia, widma częstotliwości, charakteru zmian w czasie, zawartości składowych niesłyszalnych oraz długotrwałości działania.

18 Podział zjawisk akustycznych TonyDźwiękiSzumyHuk

19 Szum są to chaotyczne, nieprzewidywalne i najczęściej niepożądane sygnały lub fluktuacje określonego sygnału. Szumem akustycznym nazywany jest dźwięk nieharmoniczny o ciągłym widmie częstotliwości, tzn. składający się z dużej ilości dźwięków o niewiele różniących się częstościach Źródłami szumu akustycznego mogą być : burzliwe przepływy cieczy lub gazów, wyładowania elektryczne itp.

20 Ton to inaczej dźwięk prosty, akustyczna fala harmoniczna, monochromatyczna. Częstość tonu jest jego najważniejszą cechą, która określa wysokość dźwięków granych przez instrumenty. W zależności od amplitudy fali akustycznej ton będzie silniejszy lub słabszy. Wszystkie dźwięki są falą złożoną z wielu tonów o różnych amplitudach i częstościach, które decydują o barwie dźwięku.

21 Dźwięk (fala dźwiękowa lub fala akustyczna) jest to rozprzestrzeniające się w elastycznym ośrodku materialnym zaburzenia stanu równowagi ciśnienia lub naprężeń i związane z tymi zaburzeniami mechaniczne oscylacje cząstek ośrodka.

22 Co to jest rezonans akustyczny Renozans akustyczny jest to zjawisko przekazywania drgań pomiędzy elementami. np:naciąganie strun w gitarze gra na trąbce lub flecie bo bez drgań akustycznych nie było by możliwe zagrać na tych instrumentach muzycznych. fala dzwiękowa może odbijać się od ścian i innych przeszkód np:echo

23 PRĘDKOŚĆ DŹWIĘKU Powietrze c = 344 m/s (przy 15°C na poziomie morza). Woda ok. 1500 [m/s] w zal. od temp. gliceryna1923 [m/s] aluminium5080 [m/s] mózg1540 [m/s] krew1570 [m/s] mięśnie1610 [m/s] kości4080 [m/s]

24 CECHY DŹWIĘKÓW CECHY OBIEKTYWNE CZĘSTOTLIWOŚĆ POZIOM NATĘŻENIA STRUKTURA CZASOWA LOKALIZACJA PRZESTRZENNA CECHY SUBIEKTYWNE PROSTE GŁOŚNOŚĆ WYSOKOŚĆ SUBIEKTYWNY CZAS TRWANIA ZŁOŻONE BARWA PEŁNIA BRZMIENIA RÓWNOWAGA BRZMIENIA FORMANTOWOŚĆ PRZEJRZYSTOŚĆ MASKOWANIEZAKŁÓCENIAROZDZIELCZOŚC PRZESTRZENNOŚĆ PANORAMA SŁUCHOWA PERSPEKTYWAATMOSFERA

25 DOLNA GRANICA SŁYSZALNOŚCI 0 dB SZMER LIŚCI W BEZWIETRZNY DZIEŃ10 dB SZEPT20 dB POMIESZCZENIA SZPITALNE WYMAGAJĄ30 dB POMIESZCZENIA MIESZKALNE DZIEŃ40 – 50 dB ROZMOWA DWÓCH OSÓB60 dB PRZECIĘTNA ULICA70 dB WNĘTRZE SAMOCHODU80 dB NA STANOWISKU PRACY TOKARZA100 dB MŁOT PNEUMATYCZNY120 dB GRANICA SŁYSZENIA BOLESNEGO130 dB

26 Zmysł słuchu Słuch pełni bardzo ważną rolę u człowieka, ale także u innych ssaków i ptaków. Właściwy receptor odbierający fale akustyczne znajduje się w uchu wewnętrznym, w ślimaku i nazywany jest narządem spiralnym – Cortiego. Tam zachodzi przetworzenie fal akustycznych na impulsy nerwowe.

27 Małżowina uszna (1) zbiera fale dźwiękowe i kieruje je do przewodu słuchowego zewnętrznego (2), gdzie ulegają wzmocnieniu. Fale dźwiękowe kierują się dalej do elastycznej, owalnego kształtu błony bębenkowej, która zamyka koniec przewodu słuchowego i dzięki swojej specyficznej budowie powoduje dalsze wzmocnienie dźwięku. Błona bębenkowa (3) drga pod wpływem fali dźwiękowej jak membrana prawdziwego bębna. Drgania te są przekazywane są do ucha środkowego,

28 W uchu środkowym znajdują się najmniejsze w organizmie człowieka kosteczki (4): młoteczek, kowadełko i strzemiączko. Rolą kosteczek słuchowych jest wzmocnienie fali dźwiękowej i przekazanie drgań poprzez okienko owalne (7) do płynu wypełniającego ucho wewnętrzne. Dźwięk dociera do ślimaka (5), który jest systemem kanałów. Wypełniony jest płynem, który przemieszcza się pod wpływem drgań okienka owalnego. Przemieszczający się płyn wprawia w ruch komórki narządu Cortiego, które przekształcają energię mechaniczną w impulsy elektryczne przekazywane do włókien nerwu słuchowego (6). Te wędrują dalej do mózgu, gdzie są analizowane i interpretowane przez wyspecjalizowane ośrodki w korze mózgowej. W ten sposób słyszymy.

29 INSTRUMENTY MUZYCZNE przyrządy wytwarzające dźwięk, przeznaczone do wykonywania muzyki.  instrumenty strunowe - instrumenty muzyczne, w których źródłem dźwięku jest drgająca struna  instrumenty dęte - instrumenty muzyczne, w których dźwięk pobudzany jest zadęciem  instrumenty perkusyjne - instrumenty muzyczne, w których dźwięk pobudzany jest poprzez pośrednie lub bezpośrednie uderzanie instrumentu lub jego fragmentu