Fale akustyczne – zaburzenie gęstości i ciśnienia rozchodzące się w ośrodku w postaci fali podłużnej, któremu towarzyszą drgania cząsteczek ośrodka. Ośrodki, w których takie fale mogą się poruszać, to ośrodki sprężyste (ciało stałe, ciecz i gaz). Zaburzenia te polegają na przenoszeniu energii mechanicznej przez drgające cząstki ośrodka (zagęszczenia i rozrzedzenia) bez zmiany ich średniego położenia. Falą akustyczną nazywa się zarówno falę, która powoduje wrażenie słuchowe (dźwięk), czyli falę dźwiękową, jak i fale o częstotliwościach i amplitudach przekraczających zakres ludzkiego słuchu, ponieważ właściwości fizyczne tych fal są bardzo podobne.
Źródłem dźwięków słyszalnych są ciała wprawione w drgania, których energia jest dostateczna, aby wywołać w ludzkim organie słuchu (uchu) najsłabsze wrażenia słuchowe. Oznacza to, że natężenie dźwięków musi przekraczać próg słyszalności.
Fale dźwiękowe w płynach, ciałach stałych i superpłynach transportują również masę.
Podstawowe zależności parametrów fali akustycznej Wysokość dźwięku zależy od częstotliwości – im większa częstotliwość fali, tym wyższy dźwięk. Głośność dźwięku zależy od natężenia – jeśli rośnie natężenie fali, dźwięk jest głośniejszy, choć zależność między natężeniem a głośnością nie jest liniowa. Barwa dźwięku zależy od składu widmowego fali akustycznej – pozwala np. odróżniać dźwięki wytwarzane przez różne źródła.
Podział fal akustycznych ze względu na częstotliwość Dźwięki, ze względu na ich częstotliwość f, dzieli się naSzczepan Szczeniowski, Fizyka doświadczalna. Mechanika i akustyka, PWN, Warszawa 1980.: infradźwięki – poniżej 16 Hz dźwięki – od 16 Hz do 20 kHz – zakres słyszalny przez ludzi (wraz z wiekiem zakres ten zmniejsza się, szczególnie dla wysokich częstotliwości; zob. granice słyszalności) ultradźwięki – powyżej 20 kHz hiperdźwięki – powyżej 1010 Hz.
Podział ze względu na widmo fali Ze względu na postać widma, dźwięki można sklasyfikować następująco: o widmie dyskretnym: 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 – dźwięki, których widmo jest w większości zakresu słyszalności zrównoważone, hałas – dźwięki zazwyczaj o nadmiernym natężeniu.
Prędkości rozchodzenia się fal dźwiękowych Prędkości rozchodzenia się fal dźwiękowych w niektórych ośrodkach: {| class="wikitable" style="text-align:center" |- ! ośrodek !! temperatura[°C] !! prędkość[m/s] |- | tlen || 0 || 317,2 |- | powietrze || 0 || 331,3 |- | wodór || 0 || 1268 |- | woda || 15 || 1450 |- | ołów || 20 || 1230 |- | rtęć || 20 || 1407 |- | miedź || 20 || 3560 |- | aluminium || 20 || 5100 |- | żelazo || 20 || 5130
Zobacz też
prędkość dźwięku bariera dźwięku granice słyszalności efekt Dopplera fala elektromagnetyczna pamięć rtęciowa
Przypisy
Bibliografia Ilustrowana encyklopedia dla wszystkich. Fizyka, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1991, wyd. 3, . Robert Resnick, David Halliday, Podstawy fizyki. Tom I, wydanie IX, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1993, , s. 496-.