1. Fala mechaniczna - jest to przenoszące energię zaburzenia rozchodzące się po ośrodku sprężystym. Polegająca na drganiach małych obszarów wokół ich położenia równowagi. 2. Podział Fali: a) ze wzg. na drgania cząsteczek ośrodka: * fala poprzeczna - jest to fala, której cząsteczki ośrodka drgają w kierunku prostopadłym do kierunku rozchodzenia się (fale poprzecznie rozchodzą się w ciałach stałych i cieczach) * fala podłużna - jest to fala, w której cząsteczki ośrodka drgają wzdłuż kierunku rozchodzenia się fal. (Fale podłużne rozchodzą się w ciałach stałych, cieczach i gazach) b) ze wzg. na kształt powierzchni falowych: * płaskie - rozchodzą się w jednym kierunku. * koliste - rozchodzą się we wszystkich kierunkach. 3. Podstawowe wielkości fizyczne opisujące fale: a) amplituda fali - max. wychylenie cząsteczki ośrodka z położenia równowagi. [A] = m b) Okres fali - czas jaki cząsteczka ośrodka potrzebuje na wykonanie jednego pełnego drgania. [T] = s c) częstotliwość fali = liczba pełnych drgań ośrodka w jednostce czasu. f = 1/T [f] = 1/s = HZ d) Długość fali ( λ - lambda) - odległość na jaką rozchodzi się zaburzenie ośrodka w ciągu jednego okresu. e) szybkość fal (V) - szybkość rozchodzenia się zaburzenia w danym ośrodku. V = λ / T = < f [V] = m/s 4. Fala dźwiękowa (akustyczna) - powstaje w wyniku rozchodzenia się zagęszczeń oraz ośrodka sprężystego rozrzedzń. 5. Fale dźwiękowe rozchodzą się w przestrzeni z określoną prędkością, charakterystyczna dla danego ośrodka: w powietrzu prędkość dźwięku wynosi 340 m/s w wodzie ok. 1500 m/s w stalowej szynie ok. 5 tys m /s 6. Podział fal dźwiękowych ze wzg. na częstotliwość: a) od 16 Hz - 20.000 Hz, fale słyszalne dla człowieka. b) mniej niż 16 Hz - INFRADŹWIĘKI. c) większe niż 20.000 Hz - ULTRADŹWIĘKI. 7. Wielkości charakteryzujące dźwięk: a) Barwa dźwięku - zależy od tego w jaki sposób zachodzą drgania w jednym okresie. b) Wysokość dźwięku - związana jest z częstotliwością (wysokie i niskie dźwięki) Im większa częstotliwość drgań, tym dźwięk jest większy. c) Natężenie dźwięku - „I” I = ΔE / S*t = P/s [I] = 1J / 1m2 *1s = W/ s2 ΔE - energia S - powierzchnia t - czas P - moc * natężenie dźwięku jest to stosunek energii jaką przenosi fala przez powierzchnię ustawioną prostopadle do kierunku jej rozchodzenia się i iloczynu wielkości tej powierzchni i czasu. * Najmniejsze natężenie dźwięku, jakie możemy usłyszeć nazywamy PROGIEM SŁYSZALNOŚCI. * Dla dźwięku o słyszalności 1000 Hz ma ono wart.: Io = 10 ^-12W/m2 * Dźwięki o największym natężeniu słyszalne dla człowieka, nazywamy PROGIEM BÓLU, i wynosi ona: I = 1 W/m2 = 10^0 W/m2 d) poziom natężenia dźwięku Λ = 10dB * n Gdy natężenie „I” danego dźwięku jest „10^n” razy większe od natężenia progu słyszalności i zero. Poziom natężenia dźwięku wynosi: Λ = 10dB * n , gdy I = Io * 10^n n - poziom I - natężenie * Kiedy natężenie dźwięku wzrośnie 10-krotnie mówimy, że poziom natężenia wzrósł o jeden bel (1B)

8. Zjawisko Dopplera - polega n pozornej zmianie częstotliwości (wysokości) dźwięku wysłanego przez źródło w wyniku względnego ruchu obserwatora i źródła. 9. Częstotliwość zarejestrowana przez obserwatora, gdy: a) źródło oddala się od obserwatora: f ' = V / V+m ; f = VF / V + u * U - prędkość źródła * V - prędkość dźwięku * f - częstotliwość dźwięku * f '- częstotliwość zarejestrowana b) źródło zbliża się do obserwatora: f ` = V*f / V-u c) obserwator zbliża się do źródła: f ` = V + u / V * f d) obserwator oddala się od źródła: f ` = V - u / V * f 10. W ośrodku jednorodnym dźwięk rozchodzi się po linii prostej. 11. Odbicie jako jedna z przyczyn zmiany kierunku rozchodzenia się dźwięku. 12. Dyfrakcja (inaczej ugięcie) - fali jest to zjawisko polegające na pojawieniu się nowych kierunków rozchodzenia się fali akustycznych po napotkaniu na przeszkodę. 13. Efekt ugięcia - jest tym większy, im większa jest długość fali (lambda) w porównaniu z rozmiarem przeszkody. 14. Proces nakładania się dwóch lub większej liczby fal dźwiękowych, pochodzących od poszczególnych źródeł, nazywamy interferencją w tych falach. * INTERFERENCJI, ulegają fale o jednakowych długościach, tzn. różnica faz między nimi powinna być stałą. * pkt. A i B mają przeciwne fazy (ich różnica wynosi 180 st.) * pkt A i C mają zgone fazy (ich różnica wynosi 360 st) 15. INTERFERENCJA - prowadząca do osłabienia lub wygaszenia dźwięku nazywana jest interferencją destruktywną (ujemną) zachodzi ona wówczas, gdy drgania są przeciwne w fazie. * Warunek osłabienia lub wygaszenia dźwięku: d1 - d2 = (2n+1) λ / alfa , gdzie nEN * różnica dróg interferujących fal jest nieparzystą wielokrotnością połową drgań. 16. Interferencja, prowadząca do wzmocnienia dźwięku, nazywana jest interferencją konstruktywną (dodatnią). Zachodzi ona wówczas, gdy drgania są zgodne w fazie. *Warunek wzmocnienia dźwięku: d1 - d2 = n * λ, nEN Różnica dróg interferujących fal jest całkowitą wielokrotnością długości fal. 17. Fala stojąca - jest wynikiem interferencji, fali padającej i odbitej. 18. Węzły fali stojącej - są to pkt. układu (ośrodka, które nie drgają, ponieważ jednocześnie dochodzą do nich zaburzenia o jednakowych amplitudach i przeciwnych fazach.) 19. Strzałki fali stojącej - są to pkt. drgające, których wychylenie jest największe (jednakowe amplitudy i zgodne fazy) 20. Analiza dźwięku wybranych instrumentów muzycznych: a) INSTRUMENTY STRUNOWE: - częstotliwość drgań struny, określa wysokość wytwarzanego dźwięku. - częstotliwość drgania skóry maleje wraz z jej grubością, rośnie wraz z naprężeniem lub skróceniem strun. V = λ/T = λ * 1/T V = f * λ - prędkość fali => f =V / λ => λ = V* f l = λ/2 ; λ = 2l f = V / 2l * częstotliwość dźwięku wytwarzanego przez strunę o dł. „l” b) INSTRUMENTY DENTE: źródłem dźwięku jest drgający słup powietrza, np.: piszczałka otwarta - rura otwarta z obu stron. Fala stojąca powstaje, gdy na 1 z krawędzi skierowany zostanie strumień powietrza. PISZCZAŁKA OTWARTA: l = λ/2 λ = 2l f = V/ 2l l - długość słupa powietrza PISZCZAŁKA ZAMKNIĘTA: - rura zamknięta z jednej str. l = 3/ λ 4l = 3 λ λ = 4/3l f = ¾ * V/l

1. Fala mechaniczna - jest to przenoszące energię zaburzenia rozchodzące się po ośrodku sprężystym. Polegająca na drganiach małych obszarów wokół ich położenia równowagi. 2. Podział Fali: a) ze wzg. na drgania cząsteczek ośrodka: * fala poprzeczna - jest to fala, której cząsteczki ośrodka drgają w kierunku prostopadłym do kierunku rozchodzenia się (fale poprzecznie rozchodzą się w ciałach stałych i cieczach) * fala podłużna - jest to fala, w której cząsteczki ośrodka drgają wzdłuż kierunku rozchodzenia się fal. (Fale podłużne rozchodzą się w ciałach stałych, cieczach i gazach) b) ze wzg. na kształt powierzchni falowych: * płaskie - rozchodzą się w jednym kierunku. * koliste - rozchodzą się we wszystkich kierunkach. 3. Podstawowe wielkości fizyczne opisujące fale: a) amplituda fali - max. wychylenie cząsteczki ośrodka z położenia równowagi. [A] = m b) Okres fali - czas jaki cząsteczka ośrodka potrzebuje na wykonanie jednego pełnego drgania. [T] = s c) częstotliwość fali = liczba pełnych drgań ośrodka w jednostce czasu. f = 1/T [f] = 1/s = HZ d) Długość fali ( λ - lambda) - odległość na jaką rozchodzi się zaburzenie ośrodka w ciągu jednego okresu. e) szybkość fal (V) - szybkość rozchodzenia się zaburzenia w danym ośrodku. V = λ / T = < f [V] = m/s 4. Fala dźwiękowa (akustyczna) - powstaje w wyniku rozchodzenia się zagęszczeń oraz ośrodka sprężystego rozrzedzń. 5. Fale dźwiękowe rozchodzą się w przestrzeni z określoną prędkością, charakterystyczna dla danego ośrodka: w powietrzu prędkość dźwięku wynosi 340 m/s w wodzie ok. 1500 m/s w stalowej szynie ok. 5 tys m /s 6. Podział fal dźwiękowych ze wzg. na częstotliwość: a) od 16 Hz - 20.000 Hz, fale słyszalne dla człowieka. b) mniej niż 16 Hz - INFRADŹWIĘKI. c) większe niż 20.000 Hz - ULTRADŹWIĘKI. 7. Wielkości charakteryzujące dźwięk: a) Barwa dźwięku - zależy od tego w jaki sposób zachodzą drgania w jednym okresie. b) Wysokość dźwięku - związana jest z częstotliwością (wysokie i niskie dźwięki) Im większa częstotliwość drgań, tym dźwięk jest większy. c) Natężenie dźwięku - „I” I = ΔE / S*t = P/s [I] = 1J / 1m2 *1s = W/ s2 ΔE - energia S - powierzchnia t - czas P - moc * natężenie dźwięku jest to stosunek energii jaką przenosi fala przez powierzchnię ustawioną prostopadle do kierunku jej rozchodzenia się i iloczynu wielkości tej powierzchni i czasu. * Najmniejsze natężenie dźwięku, jakie możemy usłyszeć nazywamy PROGIEM SŁYSZALNOŚCI. * Dla dźwięku o słyszalności 1000 Hz ma ono wart.: Io = 10 ^-12W/m2 * Dźwięki o największym natężeniu słyszalne dla człowieka, nazywamy PROGIEM BÓLU, i wynosi ona: I = 1 W/m2 = 10^0 W/m2 d) poziom natężenia dźwięku Λ = 10dB * n Gdy natężenie „I” danego dźwięku jest „10^n” razy większe od natężenia progu słyszalności i zero. Poziom natężenia dźwięku wynosi: Λ = 10dB * n , gdy I = Io * 10^n n - poziom I - natężenie * Kiedy natężenie dźwięku wzrośnie 10-krotnie mówimy, że poziom natężenia wzrósł o jeden bel (1B)

8. Zjawisko Dopplera - polega n pozornej zmianie częstotliwości (wysokości) dźwięku wysłanego przez źródło w wyniku względnego ruchu obserwatora i źródła. 9. Częstotliwość zarejestrowana przez obserwatora, gdy: a) źródło oddala się od obserwatora: f ' = V / V+m ; f = VF / V + u * U - prędkość źródła * V - prędkość dźwięku * f - częstotliwość dźwięku * f '- częstotliwość zarejestrowana b) źródło zbliża się do obserwatora: f ` = V*f / V-u c) obserwator zbliża się do źródła: f ` = V + u / V * f d) obserwator oddala się od źródła: f ` = V - u / V * f 10. W ośrodku jednorodnym dźwięk rozchodzi się po linii prostej. 11. Odbicie jako jedna z przyczyn zmiany kierunku rozchodzenia się dźwięku. 12. Dyfrakcja (inaczej ugięcie) - fali jest to zjawisko polegające na pojawieniu się nowych kierunków rozchodzenia się fali akustycznych po napotkaniu na przeszkodę. 13. Efekt ugięcia - jest tym większy, im większa jest długość fali (lambda) w porównaniu z rozmiarem przeszkody. 14. Proces nakładania się dwóch lub większej liczby fal dźwiękowych, pochodzących od poszczególnych źródeł, nazywamy interferencją w tych falach. * INTERFERENCJI, ulegają fale o jednakowych długościach, tzn. różnica faz między nimi powinna być stałą. * pkt. A i B mają przeciwne fazy (ich różnica wynosi 180 st.) * pkt A i C mają zgone fazy (ich różnica wynosi 360 st) 15. INTERFERENCJA - prowadząca do osłabienia lub wygaszenia dźwięku nazywana jest interferencją destruktywną (ujemną) zachodzi ona wówczas, gdy drgania są przeciwne w fazie. * Warunek osłabienia lub wygaszenia dźwięku: d1 - d2 = (2n+1) λ / alfa , gdzie nEN * różnica dróg interferujących fal jest nieparzystą wielokrotnością połową drgań. 16. Interferencja, prowadząca do wzmocnienia dźwięku, nazywana jest interferencją konstruktywną (dodatnią). Zachodzi ona wówczas, gdy drgania są zgodne w fazie. *Warunek wzmocnienia dźwięku: d1 - d2 = n * λ, nEN Różnica dróg interferujących fal jest całkowitą wielokrotnością długości fal. 17. Fala stojąca - jest wynikiem interferencji, fali padającej i odbitej. 18. Węzły fali stojącej - są to pkt. układu (ośrodka, które nie drgają, ponieważ jednocześnie dochodzą do nich zaburzenia o jednakowych amplitudach i przeciwnych fazach.) 19. Strzałki fali stojącej - są to pkt. drgające, których wychylenie jest największe (jednakowe amplitudy i zgodne fazy) 20. Analiza dźwięku wybranych instrumentów muzycznych: a) INSTRUMENTY STRUNOWE: - częstotliwość drgań struny, określa wysokość wytwarzanego dźwięku. - częstotliwość drgania skóry maleje wraz z jej grubością, rośnie wraz z naprężeniem lub skróceniem strun. V = λ/T = λ * 1/T V = f * λ - prędkość fali => f =V / λ => λ = V* f l = λ/2 ; λ = 2l f = V / 2l * częstotliwość dźwięku wytwarzanego przez strunę o dł. „l” b) INSTRUMENTY DENTE: źródłem dźwięku jest drgający słup powietrza, np.: piszczałka otwarta - rura otwarta z obu stron. Fala stojąca powstaje, gdy na 1 z krawędzi skierowany zostanie strumień powietrza. PISZCZAŁKA OTWARTA: l = λ/2 λ = 2l f = V/ 2l l - długość słupa powietrza PISZCZAŁKA ZAMKNIĘTA: - rura zamknięta z jednej str. l = 3/ λ 4l = 3 λ λ = 4/3l f = ¾ * V/l

---