Interferencja fal akustycznych. Prędkość dźwięku.

Czym różni się fala podłużna od poprzecznej? Podaj przykłady takich fal.

Fala poprzeczna występuje wtedy, gdy cząsteczki ośrodka sprężystego drgają prostopadle do kierunku rozchodzenia się fal. Można ją otrzymać np. przez szybkie poruszanie się w górę i w dół jednego końca gumowego sznura, przymocowanego drugim końcem do ściany. Fala rozchodzi się wtedy prostopadle do kierunku drgań cząsteczek sznura. Powstanie fali poprzecznej wiąże się ze zmianą kształtu ciała, a wic może się ona rozchodzić jedynie w ośrodkach mających sprężystość postaci (głównie w ciałach stałych).

Przykładem fali poprzecznej jest rozchodzenie się drgań szarpniętej struny lub fala rozchodząca się na powierzchni wody.

Fala podłużna występuje wtedy, gdy cząsteczki ośrodka drgają wzdłuż kierunku rozchodzenia się fali. Można ją otrzymać uderzając z jednej strony młotkiem w koniec długiej sprężyny w cienkiego drutu. Obserwujemy wówczas zagęszczenie się zwojów sprężyny w pobliżu miejsca uderzenia i przesuwanie się tego zagęszczenia wzdłuż jej osi, przy czym kierunek drgań zwojów sprężyny jest zgodny z kierunkiem rozchodzenia się fali.

Podobne zjawisko rozchodzenia się drgań cząstek można zaobserwować w rurze wypełnionej powietrzem, jeżeli w jednym z jej końców wywołane zostanie nagłe zagęszczenie. Rozchodząca się w rurze fala podłużna polega na zagęszczeniu i rozrzedzeniu drgających warstw powietrza. Ponieważ rozchodzenie się fal podłużnych jest związane z okresowymi zmianami gęstości ośrodka, fale te mogą rozchodzić się we wszystkich ośrodkach wykazujących sprężystość objętości tj. w ciałach stałych, cieczach i gazach.

Jednostka gÅ‚oÅ›noÅ›ci jest bel. CzÄ™sto jednak jest używana dziesiÄ™ciokrotnie mniejsza jednostka zwana decybelem. Jeżeli natężenie dźwiÄ™ku wynosi 1 bel, to jest ono dziesiÄ™ciokrotnie wiÄ™ksze od natężenia poziomu zerowego(czyli progu sÅ‚yszalnoÅ›ci) J­_o. GÅ‚oÅ›ność ta odpowiada sÅ‚yszalnemu przez stetoskop biciu serca. GÅ‚oÅ›ność 12 beli, której odpowiada odgÅ‚os silnika samolotu sÅ‚yszymy z odlegÅ‚oÅ›ci 3 do 4 m stanowi już próg bólu, zaÅ› gÅ‚oÅ›ność rozmowy wynosi 4 do 5 beli. MiarÄ… gÅ‚oÅ›noÅ›ci Λ jest logarytm dziesiÄ™tny stosunku natężenia J badanego dźwiÄ™ku do natężenia dźwiÄ™ku J₀ = 10^-20 W/m², odpowiadajÄ…cego progowi sÅ‚yszalnoÅ›ci.

Λ = log

---