Czy słonie potrafią przewidzieć nadchodzące tsunami? Aby odpowiedzieć na to pytanie musimy zrozumieć czym są fale dźwiękowe.

Fale dźwiękowe rozchodzą się i przenoszą energię w ośrodku sprężystym np. w powietrzu, są przykładem fal mechanicznych podłużnych. Prędkość rozchodzenia się fali dźwiękowej zależy od rodzaju ośrodka.

Jak powstaje dźwięk i jakie są jego cechy? Którego rodzaju fal dźwiękowych używają słonie: infradźwięków, dźwięków słyszalnych, czy ultradźwięków? Jak przedstawić dźwięki w postaci graficznej na oscylogramie. Odpowiedzi znajdziecie w tym artykule!

1. Powstawanie dźwięku

Jak powstaje i rozchodzi się dźwięk? Źródłami dźwięku są drgające ciała np. głośnik, “warczący silnik”, niespokojne morze czy struny głosowe. Źródła te przekazują swoje drgania ośrodkowi sprężystemu np. powietrzu. W ten sposób tworzy się fala dźwiękowa podłużna, charakteryzująca się naprzemiennym zagęszczeniem i rozrzedzeniem cząsteczek ośrodka. Dźwięk może być rejestrowany przez odbiornik np. mikrofon lub ludzkie ucho.

Przygotowujesz się do sprawdzianu?

Kompletne zestawy zadań na sprawdzian z odpowiedziami, rozwiązaniami i punktacją znajdziesz w moim ebooku: Ruch drgający i falowy. Testy sprawdzające.

2. Cechy dźwięków

Jak możemy opisać dźwięk? Opowiadając o wrażeniach z koncertu na pewno wspomnimy o tym czy było głośno, rozróżnimy niskie dźwięki (basy) i wysokie (treble) oraz opiszemy rodzaje instrumentów. Takie są właśnie cechy dźwięków:

Głośność (natężenie) – zależy od amplitudy drgań, energii fali
Wysokość dźwięku – zależy (nieliniowo) od częstotliwości drgań
Barwa dźwięku – zależy od dźwięków składowych, pozwala rozróżnić nam brzmienie różnych instrumentów

Dźwięki, ze względu na ich częstotliwość dzielimy na:

Infradźwięki czyli dźwięki poniżej progu słyszalności
Dźwięki słyszalne o częstotliwości 20 – 20 000 Hz oraz
Ultradźwięki czyli dźwięki powyżej progu słyszalności.

3. Infradźwięki

Infradźwięki to wszystkie dźwięki poniżej progu słyszalności czyli o częstotliwości poniżej ok. 20 Hz. Infradźwięki są słabo tłumione i mogą rozchodzić się na duże odległości.
Przykładami naturalnych źródeł infradźwięków są wodospady, fale morskie, wulkany i niektóre zwierzęta. Niektóre zwierzęta np. słonie czy wieloryby używają infradźwięków do komunikacji. Infradźwięki wytwarzają też klimatyzacja, ciężkie pojazdy, wentylatory, drgania mostów.
Ludzie nie słyszą infradźwięków ale oddziałują one na nas niekorzystnie powodując np. ból głowy, uczucie zmęczenia i pogorszenie widzenia. Infradźwięki są wykorzystane w broni akustycznej, służącej do obezwładniania osób.

4. Dźwięki słyszalne

Dźwięki słyszalne to fale o częstotliwości od 20 Hz do 20 kHz. Z wiekiem nasz słuch się pogarsza, dotyczy to zwłaszcza dźwięku o wysokich częstotliwościach. Prędkość rozchodzenia się dźwięku w powietrzu wynosi 340 m/s.

5. Ultradźwięki

Ultradźwięki to wszystkie dźwięki powyżej progu słyszalności czyli o częstotliwości powyżej 20 000 Hz. Ultradźwięki charakteryzują się małą długością fali co powoduje, że są użyteczne w geolokacji oraz uzyskiwaniu obrazów medycznych.
Naturalnymi źródłami ultradźwięków są niektóre zwierzęta np. delfin, wieloryb, nietoperz, które wykorzystują ultradźwięki do echolokacji – nawigacji przy pomocy dźwięku.
Przykładami zastosowań ultradźwięków przez człowieka są: sonar – system do nawigacji na morzu i w powietrzu, USG – urządzenie pozwalające na nieinwazyjne uzyskanie obrazu tkanek oraz scaling – usuwanie kamienia nazębnego .

6. Oscylogram

Do przedstawienia dźwięków w sposób graficzny, na wykresie używamy oscylogramu. Oscylogram dźwięku jest wykresem amplitudy fal dźwiękowych od czasu. Z wykresu możemy wywnioskować głośność oraz wysokość dźwięku pamiętając że:

Głośność zależy od amplitudy fal (“wysokości fal na wykresie”)
Wysokość dźwięku zależy od jego częstotliwości (“stopnia pofalowania wykresu”)

CIEKAWOSTKA

Czy słonie potrafią przewidzieć nachodzące tsunami? To prawdopodobne, słonie są w stanie usłyszeć infradźwięki wydawane przez fale morskie, które przemieszczając się z prędkością 340 m/s dotrą do słoni szybciej niż fala tsunami o prędkości 220 m/s. W 2004 roku na Sri Lance stada słoni rozpoczęły ucieczki w głąb lądu po czym kraj nawiedziło olbrzymie tsunami.

PRZYDATNY ARTYKUŁ? Udostępnij link innym:

Dodaj do Google Classroom

Następny temat:
Fale elektromagnetyczne