A to ciekawe
zy USG może latać? Tak! Takim takie duże. Zakres słyszanych przez substancja, tym większa prędkość
Cskrzydlatym ultrasonografem jest te zwierzęta dz
więków jest o wiele przemieszczania się fali dz
więkowej.
nietoperz. Podobnie jak głowica USG większy niż przez człowieka czy psa A jak to jest w przypadku przestrzeni
wysyła on przed siebie falę ultradz
wię- i w przypadku nietoperzy wynosi od kosmicznej? Głucho. Nie ma niczego,
kową i odbiera odbite echo. 8 do 100 000 Hz! co może ulegać kondensacji i rozprę-
Ten sposób nawigacji w ciemności Fala dz
więkowa może rozchodzić się żaniu, bo w kosmosie jest przecież
pozwala mu na uniknięcie przeszkód, nie tylko w powietrzu, ale w każdym niemal idealna próżnia. Pokazywane
a także na upolowanie pożywienia. Nie innym gazie, cieczy (jeśli zanurzysz w filmach science fiction huczne eks-
jest więc przesadą stwierdzenie, że nie- głowę w wodzie, wciąż słyszysz dz
wię- plozje statków kosmicznych są więc
toperz widzi uszami! Dlatego są one ki), a nawet w ciele stałym. Im gęstsza jedynie wymysłem filmowców.
Podstawowym zmysłem umożliwiającym nietoperzom orientację w przestrzeni jest słuch. Dlatego właśnie typowy przedstawi-
ciel tego rzędu ma wydatne uszy. Na zdjęciu nocek duży
Więcej doświadczeń W internecie
Jakie dz
więki słyszysz?
1. Czy dz
więk można zobaczyć? Wykonaj następujące doświadczenie: ustaw Wszystko o fizyce fali dz
więkowej
zapaloną świeczkę w pobliżu dużego głośnika. Włącz dz
więk i obserwuj, www.daktik.rubikon.pl/Slowniczek/
co się dzieje z płomieniem. Spróbuj zmienić natężenie dz
więku. akustyka.htm Co łączy syrenę alarmową z dz
więkiem, który
słychać po podniesieniu słuchawki telefonicz-
2. Jeżeli masz psa, kup gwizdek ultradz
więkowy (można go nabyć w sklepie Kampania społeczna Usłyszeć Świat
nej? Częstotliwości obu tych dz
więków są tak
zoologicznym). Dmuchając w taki gwizdek, usłyszysz jedynie cichy pisk, tymcza- www.slyszymy.pl
sem twój czworonożny przyjaciel usłyszy bardzo wyraz
ny i mocny gwizd.
dobrane, aby trafiały w przedział największej
Ogólnopolskie Towarzystwo
wrażliwości słuchu człowieka, i wynoszą blisko
3. Pająki nie mają uszu, ale reagują na dz
więk. Ich ciało pokryte jest bowiem Ochrony Nietoperzy
drobnymi włoskami, które są wrażliwe na drgania powietrza. Także pajęczyna www.nietoperze.pl
1000 Hz. Ale czym tak naprawdę jest dz
więk?
wibruje na skutek fali dz
więkowej. Klaśnij głośno w pobliżu pająka i zaobser-
wuj jego reakcję. Czy można zobaczyć dz
więk?
www.physics.ucla.edu/demoweb/
demomanual/acoustics/effects_of_
_sound/chladni_plate.html
CENTRUM NAUKI
KOPERNIK
www.kopernik.org.pl
CENTRUM NAUKI
KOPERNIK
Eksperymentuj!
Eksperymentuj!
Eksperymentuj!
Fot. Piotr Kossobudzki, East News
Trochę teorii O historii
zym jest dz
więk? W jaki sposób wyraz
niej zaobserwować w czasie obszarów w korze skroniowej mózgu, Spekulacje na temat falowego charak-
Cpracuje głośnik? Czy wszyscy sły- koncertu zespołu muzycznego. Ale odpowiedzialnych za analizę sygnałów teru dz
więku wyrosły z obserwacji fal na
szymy tak samo? Aby odpowiedzieć uważaj, bo zbyt głośny dz
więk jest dz
więkowych. wodzie. Jeśli do wody wrzucimy kamień,
na te pytania, musimy zrozumieć fi- bardzo niebezpieczny  może spo- Czy każdy z nas słyszy to samo? Lu- to na jej powierzchni powstaną fale,
zyczną naturę dz
więku. Dz
więk to wodować ból w uszach przy 110- dzie słyszą dz
więki o częstotliwości które będą się rozchodzić we wszystkich
rozrzedzenia i zagęszczenia powietrza. -120 dB, a nawet bezpowrotną utratę w zakresie od 16 Hz do 20 000 Hz. kierunkach. Fale mogą się odbijać od
Rozchodzą się one z pewną prędkością słuchu przy natężeniu 150 dB! Dz
więki, których częstotliwość jest przeszkód i uginać na ich krawędziach,
w każdym możliwym kierunku. Gdy Człowiek słyszy, to znaczy rejestruje mniejsza od 20 Hz, nazywamy infradz
- a także nakładać się na siebie. Podob-
słuchamy muzyki, membrana głośni- i przetwarza fale dz
więkowe. Narzą- więkami, zaś te powyżej 20 000 Hz  nie jest z dz
więkiem. Analogię między
ka delikatnie wibruje, a jej ruchy na- dem zmysłu rejestrującym dz
więki ultradz
więkami. Nasze uszy są najbar- dz
więkiem i falą rozchodzącą się po
przemiennie zagęszczają i rozrzedzają jest ucho. Tak jak głośnik wyposażone dziej wrażliwe na dz
więki o częstotli- wodzie sugerował już grecki filozof
powietrze (rysunek poniżej). jest ono w membranę zwaną bło- wości 2000-5000 Hz. Nieprzypadkowo Chrysippus w 240 roku p.n.e.
ną bębenkową, która odkształca się jest to częstość drgań strun głosowych. Akustyką zajmowali się także pita-
pod wpływem nacierającej na nią fali To właśnie dlatego wiele sygnałów, np. gorejczycy (V-IV w. p.n.e.). Utrzymy-
dz
więkowej. syreny alarmowe i dz
więk, który sły- wali, że przyczyną dz
więku jest ruch.
Za błoną bębenkową znajdują się chać po podniesieniu słuchawki tele- Odkryli także, że muzyką rządzą ma-
delikatne kosteczki słuchowe: mło- fonicznej, są tak dobrane, by trafiały tematyczne prawidłowości, co dosko-
teczek, kowadełko i strzemiączko. w przedział największej wrażliwości nale zgadzało się z głoszonym przez
Przenoszą one drgania na membranę słuchu człowieka. nich mottem mówiącym, że  Liczba
jest istotą wszechrzeczy .
Budowa ucha ludzkiego Matematyczny opis dz
więku ja-
ko fali zaburzeń gęstości powietrza
znalazł się dopiero w przełomowym
małżowina uszna błona bębenkowa kosteczki słuchowe okienko owalne dziele Isaaca Newtona  Philosophiae
Naturalis Principia Mathematica
U góry: cząsteczki powietrza w stanie ( Zasady matematyczne filozofii na-
równowagi ślimak turalnej ) z 1687 roku. W tej samej
Na dole: cząsteczki powietrza zagęsz- pracy autor sformułował także trzy
czane i rozrzedzane wibracjami zasady dynamiki.
membrany
nerw słuchowy
Współczesne zastosowania
Wibrująca membrana głośnika wy-
rzuca w przestrzeń przemieszczającą
się falę zaburzeń gęstości powietrza,
czyli tak zwaną falę dz
więkową. Jeżeli ardzo wysokie dz
więki, czyli ul-
membrana wibruje szybko, zmiany Btradz
więki, wykorzystywane są
gęstości powietrza następują z dużą przewód w medycynie. Ultrasonograf (USG)
częstotliwością. Ludzkie ucho odbie- słuchowy służący do obrazowania wnętrza na-
ra je jako tony wysokie. Natomiast, zewnętrzny szego organizmu wysyła falę dz
więko-
jeżeli membrana odkształca się po- wą w głąb ciała i nasłuchuje odbitego
woli, zmiany gęstości powietrza są echa. Emitowane przez głowicę USG
rzadsze. Fala dz
więkowa jest w tym ultradz
więki odbijane są przez tkanki
ucho zewnętrzne ucho środkowe ucho wewnętrzne
przypadku odbierana jako tony niskie. w różny sposób, który zależy głównie
Częstotliwość wyrażamy w hercach od ich gęstości. Głowica rejestruje od-
(Hz), a liczba herców to liczba drgań zwaną okienkiem owalnym. Za okien- Z wiekiem nasz słuch traci wrażli- bity sygnał i przekazuje go do kompu-
na sekundę. Na przykład 100 Hz ozna- kiem położony jest organ przypomi- wość na wysokie dz
więki  zakres po- tera. W najnowocześniejszym badaniu
cza, że w ciągu 1 sekundy powietrze nający kształtem muszlę, dlatego na- wyżej 15 000 Hz jest słyszalny jedynie USG uzyskujemy trójwymiarowy obraz.
zmienia swoją gęstość 100 razy. zywany jest ślimakiem. Ta część ucha przez dzieci. Korzystając z ekspona- Dzięki niemu rodzice mogą zobaczyć
Głośność dz
więku, mierzona w de- wewnętrznego wypełniona jest gęstą tu pokazanego na wystawie, można twarz dziecka przed narodzinami (zdję-
cybelach (dB), zależy od siły, z jaką za- cieczą, endolimfą. Wprawiana jest ona porównać, jaki jest zakres dz
więków cie obok).
gęszczane i rozrzedzane jest powietrze w ruch poprzez drgania błony okienka słyszanych przez osoby w różnym Dz
więkiem można także sprzątać.
w fali dz
więkowej. Dz
więk jest tym gło- owalnego. Falowanie endolimfy drażni wieku. Właściwość tę wykorzystują najnow- Najnowsze aparaty USG pozwalają na uzyskanie trójwymiarowego obrazu wnętrza ciała
śniejszy, im mocniej jest ono ściskane. komórki receptorowe znajdujące się na A jak słyszy największy przyjaciel sze aparaty cyfrowe. Jeżeli na matrycy
Obserwując głośnik, można zauważyć, ścianach ślimaka. Proces ten wyzwala człowieka  pies? No cóż, zdecydo- rejestrującej obraz osiądą pyłki kurzu, sposób nie można jej wyczyścić. Na wprowadzają pyłki kurzu w drgania.
że im mocniej podkręci się regulator, impulsy elektryczne (na drodze bioche- wanie lepiej od nas. Częstotliwości będą one widoczne na każdym zdję- szczęście z pomocą przychodzą ultra- W ten sposób zanieczyszczenia są
tym mocniej wychylają się membrany micznej), które przekazywane są za słyszane przez to zwierzę mieszczą się ciu jako ciemne plamki. Matryca jest dz
więki. Za każdym razem, gdy użyt- dosłownie zmiatane z powierzchni
głośnika. Zjawisko to można jeszcze pośrednictwem nerwu słuchowego do w zakresie od 12 do 40 000 Hz. bardzo delikatna i w żaden tradycyjny kownik włącza aparat, ultradz
więki matrycy.
Eksperymentuj!
Eksperymentuj!
Fot. Wikipedia, archiwum; rys. Małgorzata Świentczak 2x