29.
Fala akustyczna - rozchodzące się w ośrodku zaburzenie gęstości (i ciśnienia) w postaci fali podłużnej, któremu towarzyszą drgania cząsteczek ośrodka. Ośrodki, w których mogą się poruszać, to ośrodki sprężyste (ciało stałe, ciecz, gaz). Zaburzenia te polegają na przenoszeniu energii mechanicznej przez drgające cząstki ośrodka (zgęszczenia i rozrzedzenia) bez zmiany ich średniego położenia.Dźwięki ze względu na częstotliwość f dzielimy na:
infradźwięki - poniżej 16 Hz,
dźwięki słyszalne 16 Hz - 20 kHz - słyszy je większość ludzi,
ultradźwięki - powyżej 20 kHz,
hiperdźwięki - powyżej 1010 Hz.
Dźwięki można klasyfikować ze względu na widmo:
* dyskretne
-proste - dźwięki, których częstotliwość, a zatem i wysokość, jest ściśle określona
-harmoniczne - składające się z wielu tonów prostych, przy czym widmo to ma charakter okresowy (np. mowa, śpiew, muzyka); ich wysokość jest również ściśle określona i zgodna z wysokością tonu podstawowego
* o widmie ciągłym - szum, hałas
30.
Prostym zjawiskiem piezoelektrycznym nazywamy zjawisko powstawania
indukcji elektrycznej w ciele stałym pod wpływem naprężeń. Zjawisko to powstaje tylko w
pewnych ciałach stałych, mających uporządkowaną budową atomową i wykazujących
właściwą budowę tej symetrii.
Odwrotnym zjawiskiem piezoelektrycznym nazywamy zjawisko powstawania
odkształceń kryształu pod wpływem pola elektrycznego.
Zjawisko piezoelektryczne jest zjawiskiem nieparzystym i liniowym z uwagi na
proporcjonalność między polem elektrycznym a naprężeniem mechanicznym.
31.
Fale powstające w ośrodkach sprężystych (np. fale dźwiękowe) nazywamy falami mechanicznymi. Powstają w wyniku wychylenia jakiegoś fragmentu ośrodka z położe-nia równowagi co w następstwie powoduje drgania fragmentu wokół tego położenia. Drgania te (dzięki właściwościom sprężystym ośrodka) są przekazywane na kolejne części ośrodka. Sam ośrodek nie przesuwa się, a jedynie jego elementy wykonują drga-nia w ograniczonych obszarach przestrzeni. Np. fale na powierzchni wody: przedmioty pływające wykonują ruch drgający natomiast same fale poruszają się ruchem jednostaj-nym. Fala dobiegające do danego przedmiotu wprawiają go w ruch drgający przekazu-jąc mu energię. Można za pomocą fal przekazywać więc energię na duże odległości. Energia fal to energia kinetyczna i potencjalna cząstek ośrodka.
Cechą charakterystyczną fal jest to, że przenoszą energię poprzez materię dzięki prze-suwaniu się zaburzenia w materii a nie dzięki ruchowi postępowemu samej materii.
Do rozchodzenia się fal mechanicznych potrzebny jest ośrodek. To właściwości spręży-ste ośrodka decydują o prędkości rozchodzenia się fali.
Ze względu na kierunek drgań cząstek względem kierunku rozchodzenia się fali
• fale poprzeczne (np. lina)
• fale podłużne (np. sprężyna, głos)
Okres T jest czasem, w którym fala przebiega odległość równą λ więc:
λ = vT
32.
Prędkość fali zależy od sprężystości ośrodka i jego bezwładności.
v = ω/k = pierwiastek F/μ
33.
Interferencja - zjawisko powstawania nowego, przestrzennego rozkładu amplitudy fali (wzmocnienia i wygaszenia) w wyniku nakładania się (superpozycji fal) dwóch lub więcej fal. Warunkiem trwałej interferencji fal jest ich spójność, czyli korelacja faz i częstotliwości.
Fala stojąca - fala, której grzbiety i doliny nie przemieszczają się. Fala stojąca powstaje na skutek interferencji dwóch takich samych fal poruszających się w przeciwnych kierunkach. Zwykle efekt ten powstaje np. poprzez nałożenie na falę biegnącą fali odbitej.Fala stojąca to w istocie drgania ośrodka, nazywane też drganiami normalnymi. Idealna fala stojąca rożni się od fali biegnącej tym, że nie ma tu propagacji drgań, nie występuje zatem np. czoło fali. Miejsca gdzie amplituda fali osiąga maksima nazywane są strzałkami, zaś te, w których amplituda jest zawsze zerowa, węzłami fali stojącej.
34.
Zjawisko Huygensa - każdy punkt ośrodka, do którego dotarło czoło fali można uważać za źródło nowej fali kulistej. Fale te zwane są falami cząstkowymi i interferują ze sobą. Wypadkową powierzchnię falową tworzy powierzchnia styczna do wszystkich powierzchni fal cząstkowych i ją właśnie obserwujemy w ośrodku. Zasada Huygensa nie określa amplitudy fali. W ogólnym przypadku amplituda ta będzie zależała od geometrii układu i kierunku, w którym fala się porusza. Na przykład, jeżeli na drodze fali znajdzie się przeszkoda z pojedynczym otworem, wówczas, amplituda fali będzie największa w tym kierunku, w którym fala pierwotnie się rozchodziła. Zjawisko uginania się fali na przeszkodach, wynikające wprost z zasady Huygensa, nazywa się dyfrakcją.