Question

Zadanie z Drganie i fale.

Wyjaśnij pojecia:

1. Próg bólu

2. Częstotliwość drgań

3. Długość fali

4. Próg słyszalności

5. Okres drgań

6. Amplituda fali.

Answer 1

Próg bólu – wartość ciśnienia akustycznego, przy której jest odczuwany ból ucha. Jest ona słabo zależna od częstotliwości i wynosi 140 dB dla dźwięków sinusoidalnych oraz 120 dB dla szumów.

Wrażenie bólu wywołane jest reakcją mięśni bębenka i kosteczki ucha środkowego na impulsy wysokiego ciśnienia akustycznego. Reakcja ta ma na celu ochronę aparatu słuchowego przed ewentualnymi uszkodzeniami.

Ból działa obezwładniająco, toteż urządzenie dźwiękowe dalekiego zasięgu, które emitują dźwięki o natężeniu przekraczającym próg bólu, są stosowane m.in. przez służby porządkowe, podobnie jak armatki wodne.

 

Częstotliwość drgań to liczba cykli wykonywanych przez drgające środowisko w ciągu jednej sekundy. Częstotliwość określa się w hercach (Hz).

Ucho ludzkie potrafi bardzo precyzyjnie określić częstotliwość odbieranej fali i pozwala nam odczuwać to jako wysokość dźwięku. Im wyższa częstotliwość, tym wyższy dźwięk słyszymy.

Ucho porządkuje częstotliwości wykładniczo, to znaczy pozwala nam w łatwy sposób rozpoznawać pary częstotliwości, które są swoimi wielokrotnościami (lub -krotnościami). Na przykład częstotliwości 440Hz (440 cykli na sekundę) i 880Hz będą słyszane jako mające coś ze sobą wspólnego, ponieważ 880Hz jest wielokrotnością 440Hz.

 

Długość fali — najmniejsza odległość pomiędzy dwoma punktami o tej samej fazie drgań (czyli pomiędzy dwoma powtarzającymi się fragmentami fali — zob. rysunek). Dwa punkty fali są w tej samej fazie, jeżeli wychylenie w obu punktach jest takie samo i oba znajdują się na etapie wzrostu (lub zmniejszania się). Jeżeli w jednym punkcie wychylenie zwiększa się a w drugim maleje, to punkty te znajdują się w fazach przeciwnych.

Próg słyszalności jest to najmniejszy poziom ciśnienia akustycznego dźwięku, który wywołuje zaledwie spostrzegane wrażenie słuchowe wobec braku innych dźwięków.
Z kolei próg bólu to wartość ciśnienia akustycznego, przy której ucho odczuwa wrażenie bólu. Jest ona słabo zależna od częstotliwości i wynosi 140 decybeli dla dźwięków sinusoidalnych oraz 120 dB dla szumów.

Okresem drgań nazywamy czas potrzebny do wykonania jednego cyklu drgań. Jeśli amplituda maleje w czasie, drgania nazywamy gasnącymi (tłumionymi). Drgania można też dzielić na swobodne i wymuszone (wywołane zewnętrzną, zmienną w czasie, siłą). Drgania deterministyczne opisywane są równaniami różniczkowymi

Amplituda fali - największe wychylenie z położenia równowagi

Answer 2

1.  Próg bólu  - największa wartość natężenia dźwięku,nie wywołujące jeszcze wrażenia bólu ucha.

2.  Częstotliwość drgań - to liczba drgań wykonanych w jednostce czasu,czyli liczba okresów przypadająca na jednostkę czasu.

          f = 1/T

    Jednostką częstotliwości jest herc (1 Hz).  1 Hz = 1/s

3.  Długość fali L(lambda) - jest to najmniejsza odległość dwóch punktów drgających w tych samych fazach.

          L = v/f

gdzie:

L - długość fali

v - szybkość rozchodzenia się fali

f - częstotliwość

4.  Próg słyszalności - najmniejsza wartość natężenia dźwięku wywołująca jeszcze wrażenia słuchowe.

5.  Okres drgań T - jest to czas,w ciągu którego fala przebędzie drogę równą swej długości.

6.  Amplituda fali A - jest to największe wychylenie cząstek drgających.