DANE INFORMACYJNE Nazwa szkoły: Gimnazjum im. Powstańców Wielkopolskich w Stęszewie ID grupy: 98/12_MF_G2 Opiekun: SŁAWOMIR WIŚNIEWSKI Kompetencja: Matematyczno-fizyczna Temat projektowy: FALE DŹWIĘKOWE – ICH WŁASCIWOŚCI I ZASTOSOWANIA Semestr V rok szkolny: 2011/12

Akustyka – nauka o dźwiękach Akustyka – dział fizyki i techniki obejmujący zjawiska związane z powstawaniem, propagacją i oddziaływaniem fal akustycznych. Ze względu na różnorodność działów akustyka jest obecnie traktowana jako nauka interdyscyplinarna obejmująca oprócz akustyki ogólnej, zajmującej się zagadnieniami podstawowymi, również szereg działów akustyki stosowanej, zajmujących się praktycznym zastosowaniem zjawisk akustycznych.

Doświadczenia – rezonans akustyczny Doświadczenie 1. Dwa kamertony o tej samej częstotliwości drgań ustawiamy blisko siebie, otworami pudła rezonansowego do siebie. Uderzamy kamerton A tak, aby wydał silny dźwięk i zaraz go ręką uciszamy. Słyszymy wtedy, że kamerton B również dźwięczy, jakkolwiek nie został uderzony. Zaszło zjawisko rezonansu drgań.

Rezonans – ciąg dalszy Doświadczenie 2 Umieśćmy u wylotu wysokiego cylindra kamerton. Zmieniamy powoli poziom wody w cylindrze. Przy pewnej odległości powierzchni wody od kamertonu usłyszymy znaczne wzmocnienie dźwięku. Jeśli cylinder jest dostatecznie długi, to znajdziemy kilka takich odległości. Miedzy słupem powietrza a kamertonem zachodzi rezonans. Wyjaśnienie zjawiska Drgania kamertonu wytwarzają w słupie powietrza fale dźwiękową. Fala ta odbija się od powierzchni wody. Może więc powstawać fala stojąca. Warunkiem jej powstania jest utworzenie się u wylotu cylindra strzałki fali, a na powierzchni wody węzła.

Fletnia Pana z probówek z wodą – im wyższy słup powietrza nad powierzchnią wody, tym dźwięk jest niższy.

Badamy zjawiska akustyczne Zjawisko Dopplera Zjawisko echa Echo – fala akustyczna odbita od przeszkody i docierająca do obserwatora po zaniku wrażenia słuchowego fali docierającej bezpośrednio. Wrażenie echa pojawia się, gdy opóźnienie pomiędzy falą bezpośrednią a falą odbitą jest większe niż 100 ms. Przy krótszym opóźnieniu mamy do czynienia z pogłosem. Czas opóźnienia powyżej 100 ms umożliwia człowiekowi wyraźne rozróżnienie obu dźwięków (jest dwukrotnie większy od rozdzielczości czasowej słuchu). Przy temperaturze około 20 °C odpowiada to sytuacji, gdy odbijająca przeszkoda jest oddalona o minimum 17 m. GGdy obserwator porusza się w kierunku spoczywającego źródła dźwięku, słyszy dźwięk wyższy (o większej częstotliwości) niż wtedy, gdy jest w spoczynku. Gdy obserwator oddala się od nieruchomego źródła słych dźwięk niższy niż wtedy, gdy jest w spoczynku. Podobne rezultaty otrzymujemy wtedy, gdy źródło jest w ruchu, w kierunku do lub od spoczywającego obserwatora. Ton gwizdka lokomotywy jest wyższy w czasie jej zbliżania się do obserwatora niż wtedy, gdy lokomotywa przejeżdża koło niego i oddala się. Christian Johann Doppler w pracy z roku 1842 zwrócił uwagę na fakt, że barwa świecącego siała , podobnie jak wysokość dźwięku, musi się zmieniać z powodu względnego ruchu ciała i obserwatora.

Infradźwięki i ultradźwięki Ultradźwięki – fale dźwiękowe, których częstotliwość jest zbyt wysoka, aby usłyszał je człowiek. Za górną granicę słyszalnych częstotliwości uważa się wartość około 20 kHz, choć dla wielu osób granica ta jest znacznie niższa. Za umowną, górną, granicę ultradźwięków przyjmuje się częstotliwość 10 GHz. Zaczyna się od niej zakres hiperdźwięków] Niektóre zwierzęta mogą emitować i słyszeć ultradźwięki, np. pies, szczur, delfin, wieloryb, chomik czy nietoperz. Infradźwiękami nazywamy dźwięki, którego widmo częstotliwościowe zawarte jest w zakresie od 2 Hz do 16 Hz. Według ISO 7196 infradźwiękami nazywamy dźwięki, którego widmo częstotliwościowe zawarte jest w zakresie od 1 Hz do 20 Hz.

Zjawiska akustyczne w przyrodzie Grzmot jest dźwiękiem wytworzonym przez piorun. W zależności od rodzaju piorunu oraz jego odległości od słuchającego, grzmot może przybierać formy od ostrego, głośnego trzasku do długiego, niskiego pomruku. Nagłe zwiększenie ciśnienia i temperatury powietrza wskutek uderzenia piorunu powoduje jego szybkie rozszerzenie się, co z kolei wywołuj grom dźwiękowy. Odległość zjawiska od obserwatora może być wyliczona znając odległość czasową pomiędzy zobaczeniem błyskawicy a usłyszeniem grzmotu.

Zastosowania infradźwięków Źródła infradźwięków można podzielić na naturalne i sztuczne: naturalne: wulkany, grzmoty, silny wiatr, trzęsienia Ziemi (fale sejsmiczne), duże wodospady, sztuczne: Zastosowania infradźwięków Źródła infradźwięków można podzielić na naturalne i sztuczne: - naturalne: wulkany, grzmoty, silny wiatr, trzęsienia Ziemi (fale sejsmiczne), duże wodospady, - sztuczne: pojazdy samochodowe (głównie ciężkie a także samoloty, helikoptery), przemysł (sprężarki tłokowe, pompy próżniowe i gazowe, wieże wiertnicze, turbodmuchawy), eksplozje, drgania mostów, urządzenia chłodzące i ogrzewające powietrze, wieżę chłodnicze, rurociągi. http://pl.shvoong.com/exact-sciences/physics/233886-infrad%C5%BAwi%C4%99ki/#ixzz1i0ithei8

Zastosowania ultradźwięków Ultradźwięki znajdują zastosowanie w medycynie. Za pomocą urządzenia generującego i rejestrującego fale ultradźwiękowe (ultrasonograf) można uzyskać obraz narządów wewnętrznych. Ultradźwięki pozwalają też na pomiar odległości przy pomocy dalmierza ultradźwiękowego, w zakresie od 1 do 10 m. Jeżeli wykorzysta się silne źródło ultradźwięków, to mogą one niszczyć, rozgrzewać niektóre materiały (obróbka ultradźwiękowa).

Ultradźwięki w naturze Ultradźwięki są również wykorzystywane przez istoty żywe – wiele gatunków posługuje się nimi w celu echolokacji. Na przykład większość nietoperzy wytwarza ultradźwięki krtanią i emituje je przez pysk lub nos (rzadziej), wiele gatunków posiada również duże i bardzo sprawne uszy. Są one zdolne do wykrywania owadów latających w ciemnościach (ćmy). Niektóre owady bronią się przed atakiem nietoperza dzięki zdolności do detekcji pochodzących od niego ultradźwięków. Nietoperz tuż przed atakiem wysyła w kierunku ofiary specjalną skupioną wiązkę sygnałów echolokacyjnych, aby zwiększyć precyzję pomiaru odległości. Jeżeli owad usłyszy taki dźwięk, natychmiast składa skrzydła i spada na ziemię, dzięki czemu nietoperz nie może go już odnaleźć.

Źródła Wikipedia http://pl.shvoong.com/exact-sciences/physics/233886-infrad%C5%BAwi%C4%99ki/#ixzz1i0ithei8