Częstotliwość i natężenie

Dźwięk jest jednym z podstawowych zjawisk fizycznych, ponieważ towarzyszy człowiekowi w codziennym życiu. Słyszymy go podczas rozmowy, słuchania muzyki oraz obserwowania otaczającego świata. Jednak za tym zjawiskiem stoją konkretne prawa fizyki. Z uwagi że zrozumienie dźwięku wymaga znajomości pojęć takich jak częstotliwość czy natężenie, temat ten pojawia się w programie szkolnym fizyki. Zacznij naukę już dziś, zapisz siebie, zapisz dziecko na kurs przedmiotowy, zapewnij mu lepszy start.

Nauka fizyki bywa wymagająca, ponieważ wiele zjawisk trzeba zrozumieć na poziomie abstrakcyjnym. Jednak odpowiednie wyjaśnienia oraz ćwiczenia pomagają szybko opanować materiał. Dlatego wielu uczniów decyduje się na dodatkowe wsparcie edukacyjne. Korepetycje z fizyki pozwalają lepiej zrozumieć trudne zagadnienia oraz przygotować się do egzaminów. Z oferty MOOSE Polecane Korepetycje korzystają uczniowie z wielu miast Polski, między innymi Białystok, Bydgoszcz, Częstochowa, Gdańsk, Gdynia, Katowice, Kraków, Rzeszów, Lublin, Łódź, Poznań, Szczecin, Toruń, Warszawa oraz Wrocław. Zacznij naukę już dziś, zapisz siebie, zapisz dziecko na kurs przedmiotowy.

Czym jest dźwięk

Dźwięk jest falą mechaniczną rozchodzącą się w ośrodku sprężystym. Może to być powietrze, woda lub ciało stałe. Jednak fala dźwiękowa nie może rozchodzić się w próżni.

Z uwagi że powstaje w wyniku drgań źródła dźwięku, każde drgające ciało może generować fale akustyczne. Przykładem jest struna instrumentu muzycznego lub membrana głośnika.

Fala dźwiękowa przenosi energię poprzez drgania cząsteczek ośrodka. Jednak nie powoduje trwałego przemieszczenia materii.

Częstotliwość dźwięku

Częstotliwość określa liczbę drgań wykonanych w jednostce czasu. Jednostką częstotliwości jest herc.

Jednak wartość częstotliwości wpływa bezpośrednio na wysokość dźwięku. Im większa częstotliwość, tym wyższy dźwięk słyszymy.

Człowiek słyszy dźwięki w zakresie od około 20 do 20 000 herców. Z uwagi że granice te zmieniają się wraz z wiekiem, młodsze osoby słyszą wyższe częstotliwości.

Dźwięki o częstotliwości poniżej 20 herców nazywamy infradźwiękami. Jednak dźwięki powyżej 20 000 herców określamy jako ultradźwięki.

Natężenie dźwięku

Natężenie dźwięku opisuje ilość energii przenoszonej przez falę akustyczną. Zależy ono od amplitudy drgań źródła.

Jednak w praktyce natężenie dźwięku określamy w decybelach. Skala ta jest logarytmiczna, ponieważ ludzkie ucho reaguje na zmiany natężenia w sposób nieliniowy.

Cichy szept ma natężenie około 20 decybeli. Z uwagi że ruch uliczny generuje około 70 decybeli, jest znacznie głośniejszy.

Natomiast dźwięki powyżej 120 decybeli mogą być niebezpieczne dla słuchu.

Jak powstaje fala dźwiękowa

Fala dźwiękowa powstaje w wyniku drgań źródła. Drgające ciało powoduje zmiany ciśnienia w ośrodku.

Jednak te zmiany rozchodzą się w postaci fal podłużnych. Oznacza to, że cząsteczki drgają w kierunku rozchodzenia się fali.

Z uwagi że powietrze jest sprężyste, drgania mogą przenosić się na duże odległości.

Dlatego możemy słyszeć dźwięki pochodzące z różnych źródeł.

Prędkość rozchodzenia się dźwięku

Dźwięk rozchodzi się z różną prędkością w zależności od ośrodka.

Jednak w powietrzu przy temperaturze pokojowej wynosi ona około 343 metrów na sekundę.

W wodzie prędkość dźwięku jest znacznie większa. Z uwagi że cząsteczki wody są bliżej siebie, fale akustyczne rozchodzą się szybciej.

Jeszcze większa prędkość występuje w ciałach stałych.

Zjawiska związane z dźwiękiem

Dźwięk może ulegać różnym zjawiskom fizycznym.

Najważniejsze z nich to:

• odbicie
• załamanie
• dyfrakcja
• interferencja

Jednak szczególnie ważne jest zjawisko odbicia. Z uwagi że powoduje ono powstawanie echa.

Echo występuje wtedy, gdy fala dźwiękowa odbija się od przeszkody i wraca do słuchacza.

Zastosowanie dźwięku w technologii

Dźwięk znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach nauki i techniki.

Jednak szczególnie ważne są ultradźwięki.

W medycynie wykorzystuje się je do badań diagnostycznych. Z uwagi że ultradźwięki pozwalają zobrazować narządy wewnętrzne, są podstawą badań USG.

Ultradźwięki stosuje się także w przemyśle oraz nawigacji.

Dlaczego uczniowie mają trudności z tym tematem

Zjawiska akustyczne wymagają zrozumienia wielu pojęć fizycznych.

Jednak uczniowie często skupiają się tylko na zapamiętywaniu definicji.

Z uwagi że brakuje im przykładów praktycznych, temat wydaje się trudny.

Dlatego korepetycje z fizyki pomagają uporządkować wiedzę oraz przećwiczyć zadania.

Jak skutecznie uczyć się fizyki

Nauka fizyki powinna opierać się na zrozumieniu zjawisk oraz rozwiązywaniu problemów.

Jednak równie ważna jest obserwacja zjawisk w codziennym życiu.

Z uwagi że indywidualna praca z nauczycielem pozwala szybciej opanować materiał, wielu uczniów wybiera korepetycje.

Dzięki temu łatwiej przygotować się do sprawdzianów oraz egzaminów.

Podsumowanie

Dźwięk jest falą mechaniczną, która powstaje w wyniku drgań źródła. Jednak jego właściwości zależą od częstotliwości oraz natężenia.

Z uwagi że zjawiska akustyczne mają wiele zastosowań, ich znajomość jest ważna zarówno w nauce, jak i w technologii.

W podsumowaniu można powiedzieć, że zrozumienie podstaw akustyki pozwala lepiej poznać otaczający świat.

O autorze: Grzegorz Kuzyk

Grzegorz Kuzyk — prawnik, ekspert HR, finansów i zarządzania oraz rynku nieruchomości zagranicznych i przedsiębiorca międzynarodowy. Współzałożyciel Moose.pl, Moose.it, Moose.de, MooseCasaItalia.com, Moose.net.br, ApartamentoBrasil.com oraz Polecanekorepetycje.pl.

Zapraszamy do naszych Oddziałów w Polsce:

Augustów, Będzin, Bełchatów, Biała Podlaska, Białystok, Bielsko, Biała, Brzeg, Brzeg Dolny, Bydgoszcz, Bytom, Chełm, Chełmno, Chojnice, Chorzów, Chrzanów, Ciechanów, Czechowice-Dziedzice, Czeladź, Częstochowa, Dąbrowa Górnicza, Elbląg, Ełk, Garwolin, Gdańsk, Gdynia, Gliwice, Głogów, Gniezno, Gorzów Wielkopolski, Grójec, Grudziądz, Iława, Inowrocław, Jastrzębie-Zdrój, Jaworzno, Jelcz-Laskowice, Jelenia Góra, Kalisz, Katowice, Kędzierzyn-Koźle, Kęty, Kielce, Knurów, Koło, Kołobrzeg, Konin, Konstancin-Jeziorna, Kościan, Koszalin, Kraków, Kutno, Kwidzyn, Legionowo, Legnica, Leszno, Łochowo, Łódź, Łomianki, Łomża, Lubartów, Lubin, Lublin, Marki, Mielec, Mogilno, Morąg, Mysłowice, Nowa Ruda, Nowa Sól, Nowy Sącz, Nysa, Oborniki Śląskie, Oława, Oleśnica, Olkusz, Olsztyn, Opole

Osielsko, Ostróda, Ostrołęka, Ostrowiec Świętokrzyski, Ostrów Wielkopolski, Otwock, Pabianice, Pawłowice, Piaseczno, Piastów, Piekary Śląskie, Piła, Piotrków Trybunalski, Płock, Płońsk, Police, Polkowice, Poznań, Pruszcz Gdański, Pruszków, Przemyśl, Pszczyna, Puławy, Pułtusk, Racibórz, Radom, Reda, Ruda Śląska, Rumia, Rybnik, Rzeszów, Siedlce, Siemianowice Śląskie, Sieradz, Skarżysko-Kamienna, Skierniewice, Słupsk, Sochaczew, Sopot, Sosnowiec, Stalowa Wola, Starachowice, Stargard, Stargard Gdański, Suwałki, Swarzędz, Świdnica, Świdnik, Świecie, Świętochłowice, Szczecin, Szczytno, Sztum, Szubin, Tarnów, Tarnowskie Góry, Tczew, Tomaszów Mazowiecki, Toruń, Trzebnica, Trzebinia, Tychy, Wałbrzych, Warszawa, Wejherowo, Wieliczka, Wodzisław Śląski, Wolbrom, Władysławowo, Włocławek, Wrocław, Września, Ząbki, Zabrze, Zamość, Zawiercie, Zgierz, Zielona Góra, Złotów, Żory