Fizyka dźwięku

Przygotowane przez: Marcin Ferenc – Gitary klasyczne sklep Lutniczy Outlet

Fizyka dźwięku – podróżujące fale

Dźwięk powstaje, gdy coś wibruje. Wibrujące ciało powoduje, że medium (woda, powietrze itp.) wokół niego wibruje. Wibracje w powietrzu nazywane są podróżnymi falami podłużnymi, które słyszymy. Fale dźwiękowe składają się z obszarów wysokiego i niskiego ciśnienia. Długość fali głosu wynosi około jednego metra. Długość fali i prędkość fali określają wysokość lub częstotliwość dźwięku.

Długość fali, częstotliwość i prędkość są powiązane przez równanie prędkość = częstotliwość * długość fali. Ponieważ dźwięk płynie z prędkością 343 metrów na sekundę przy standardowej temperaturze i ciśnieniu, prędkość jest stała. Częstotliwość jest określana przez prędkość / długość fali. Im dłuższa długość fali, tym niższa wysokość dźwięku. „Wysokość” fali to jej amplituda. Amplituda określa, jak głośny będzie dźwięk. Większa amplituda oznacza, że ​​dźwięk będzie głośniejszy.

 

Właściwości fali dźwiękowej

Kiedy spotykają się dwie fale, mogą występować dwa rodzaje zakłóceń; konstruktywny i niszczący. Konstruktywna interferencja występuje wtedy, gdy dwa przebiegi są ze sobą połączone. Szczyty dodają do szczytów, a koryta dodają się do koryt, tworząc głośniejszy dźwięk. Destruktywna interferencja występuje, gdy dwie fale są poza fazą (szczyty na jednej linii z korytami na drugiej). W ten sposób szczyty znoszą zbocza, tworząc pomniejszony kształt fali. Na przykład, jeśli zostaną dodane dwa takie same przebiegi, amplituda podwaja się, ale gdy zostaną dodane dwa przeciwne kształty, zanikają, pozostawiając ciszę.

 

Konstruktywna i destrukcyjna ingerencja

Wibracje wewnątrz rury tworzą falę stojącą. Fala stojąca jest wynikiem fali odbijającej się od końca rury (zamkniętej lub otwartej) i zakłócającej samą siebie. Kiedy dźwięk jest wytwarzany w instrumencie przez jego nadmuchiwanie, rezonują tylko fale, które zmieszczą się w rurce, podczas gdy inne częstotliwości są tracone. Najdłuższa fala, która może zmieścić się w rurze, jest fundamentalna, podczas gdy inne pasujące do niej fale są podtekstami. Podteksty są wielokrotnościami podstawowymi. Obszary o największej wibracji nazywane są antyinodami (oznaczonymi „A” na schemacie), natomiast obszary najmniejszych drgań są nazywane węzłami (oznaczonymi „N” na schemacie). W otwartej rurze końce są anty-węzłami. Jednak w rurze zamkniętej na jednym końcu zamknięty koniec jest węzłem, a rozdmuchany koniec jest anty-węzłem. Tak więc zamknięte rury dają tylko połowę harmonicznych.


Fale poprzeczne

Jeśli struna, która jest ustalona na obu końcach, jest pochylona lub zerwana, tak jak w skrzypcach, powstają wibracje, które są w postaci fali stojącej, mają węzły na ustalonych końcach i antiny w środku. Powstaje również kilka harmonicznych, podobnie jak w przypadku fali stojącej.

 

 

Różne tryby fal poprzecznych

Instrumenty o różnych kształtach i działaniach dają różne tony. Podsumowania łączą się, tworząc charakterystyczne brzmienie instrumentu. Na przykład obie fale poniżej mają tę samą częstotliwość, a więc tę samą nutę. Ale ich podteksty są różne i dlatego ich dźwięki są różne. Zwróć uwagę, że poszarpana fala skrzypiec wytwarza ostrzejszy dźwięk, podczas gdy gładka fala fortepianu wytwarza czystszy dźwięk, bliższy fali sinusoidalnej. Kliknij każdą falę, aby usłyszeć, jak to brzmi. Pamiętaj, że wszyscy grają tę samą notatkę.

 

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *