Pojecie rezonansu akustycznego

Rezonans akustyczny –
zjawisko rezonansu zachodzące dla fal
dźwiękowych, polegające na
pobieraniu energii fal akustycznych
przez układ akustyczny ze źródła drgań
o częstotliwościach równych lub
zbliżonych do częstotliwości drgań
własnych układu. W wyniku czego
dochodzi do generowania,
wzmacniania lub filtrowania drgań o
tych częstotliwościach.

Pojecie rezonansu akustycznego

Pojecie rezonansu akustycznego

*

Wykorzystanie zjawiska rezonansu akustycznego

występuje w Piśmie Świętym:

Związane je

st z historią

zdobycia pr

zez Izraelitó

w

pierwszego

miasta kana

nejskiego o

nazwie Jery

cho;

silnie obwar

owane, dług

o stawiało o

pór Izraelito

m.

Mury runęły

, gdy siedm

iu kapłanów

zatrąbiło si

edem

razy na sied

miu trąbach

.

Występowanie rezonansu jest istotnym

zjawiskiem dla funkcjonowania

akustycznych instrumentów

muzycznych umożliwia generowanie

wybranego tonu, np. przez flet, trąbkę. Pudła

rezonansowe akustycznych instrumentów

strunowych wzmacniają głos generowany

przez strunę i nadają ton instrumentowi.

Napięte struny mają częstotliwości rezonansowe bezpośrednio związane
z masą, długością i napięciem. Fala, która tworzy pierwszy (podstawowy)
rezonans w strunie jest równa podwójnej długości struny. Wyższe
rezonanse odpowiadają długości fal, które są całkowitą wielokrotnością
podstawowej długości fali. Powstająca w strunie fala porusza się z
prędkością v, w związku z tym w strunie powstają tylko drgania o
częstotliwościach:

Prędkość fali w strunie zależy od

siły

naciągu T oraz masy na jednostk

ę długości ρ:

Z powyższych wzorów wynika:

L – długość struny,
n = 1, 2, 3...,
v – prędkość fali w strunie,
T – naciąg,
ρ – masa na jednostkę długości struny.

Struna generuje dźwięk o danej częstotliwości i jej składowe
harmoniczne. Częstotliwość dźwięku generowanego przez
strunę zależy od długości struny i jej napięcia, skrócenie
struny lub zwiększenie jej napięcia zwiększa częstotliwości
rezonansowe. Zmiana naprężenia struny jest stosowana
głównie do strojenia instrumentów. W niektórych
instrumentach takich jak gitara przez zmianę długości części
swobodnej struny zmienia się częstotliwość drgań struny.
Gdy struna jest pobudzona do drgań przez impuls
zewnętrzny (szarpnięcie palcem, uderzenie młoteczkiem),
wibruje na wszystkich częstotliwościach występujących w
impulsie, lecz w wyniku rezonansu fal odbitych od końców
strun bardzo szybko częstotliwości, które nie są jedną z
częstotliwości rezonansowych są osłabiane i zanikają, co
sprawia że słyszymy tylko jeden ton muzyczny. Proporcje
między harmonicznymi zależą od sposobu pobudzenia
struny i rezonansów między struną i innymi elementami
akustycznymi.

Kolej

ne dr

gania

harm

onicz

ne st

runy

Lutnia – dawny instrument ze strunami szarpanymi (najpierw gęsim piórem,
potem palcami). Pochodzi z arabskiej Hiszpanii.

Harfa − instrument strunowy
szarpany (chordofon) w kształcie
stylizowanego trójkąta, jeden z
najstarszych instrumentów
muzycznych. 

Gitara – instrument muzyczny z
grupy strunowych szarpanych z pudłem
rezonansowym, gryfem i progami na podstrunn
icy. Przeważnie ma 6 strun, lecz można spotkać
również gitary z 4, 5, 7, 8, 10 oraz 12 strunami.
Instrument ten odgrywa ważną rolę w
muzyce bluesowej,country, flamenco, rockowej 
oraz w wielu formach popu.

Fala dźwiękowa poruszając się w powietrzu odbija się od ścianek naczynia i
innych przeszkód. W wyniku odbić dochodzi do rezonansów. Częstotliwości
rezonansu w rurce są uzależnione od długości rurki, jej kształtu, oraz czy jest
zamknięty czy otwarty jej koniec. Muzycznie przydatne kształty są
cylindryczne bądź stożkowe. Flet zachowuje się jak otwarta cylindryczna rura,
klarnet i inne instrumenty blaszane zachowują się jak zamknięta cylindryczna
rura, saksofon, obój i fagot jak zamknięte stożkowej rury. Wibracja kolumn
powietrza ma rezonanse harmoniczne, podobnie jak struna.

Komory rezonansowe, które mają sztywne
ścianki, a ich poprzeczny wymiar jest pomijalny,
dzieli się na

– otwarte na obu końcach, określane jako
"otwarte",
– otwarte na jednym końcu i zamknięte
sztywną powierzchnią na drugim końcu,
określane jako "zamknięte".

Częstotliwości rezonansowe otwartych
cylindrycznych rur są określone wzorem:

Pierwsze trzy rezonanse
w otwartej rurze. Wykres
przedstawia ciśnienie.

Częstotliwości

rezonansowe

zamkniętego

cylindra wynik

ają z faktu, że

w

słupie powietr

za mieści się n

ieparzysta licz

ba ćwiartek dł

ugości fali. Są

one zatem okr

eślone przybli

żonym wzorem

:

gdzie "n" oznacza kolejne liczby nieparzyste
(1, 3, 5 ...).
Tego typu rurki wytwarzają dźwięk zawierający
tylko nieparzyste harmoniczne częstotliwości
podstawowej. Dźwięk podstawowy jest jedną
oktawę niższy (czyli połowa częstotliwości) niż
w przypadku otwartego cylindra o tej samej
długości.

Pierwsze trzy rezonanse w

zamkniętej cylindrycznej

rurze.

-Zazwyczaj ma postać cienkiej, pustej w środku rurki

Saksofon – instrument dęty drewniany z grupy aerofonów stroikowych.
Klasyfikację tę zawdzięcza swojej budowie i stroikowi.

Dziękuję za obejrzenie

prezentacji.

Kliknij w obrazek i odwiedź mojego chomika