Dźwięk towarzyszy nam każdego dnia i odgrywa ogromną rolę w naszym życiu. Ale czy zastanawialiśmy się kiedyś, czym tak naprawdę jest dźwięk i jak powstaje? W niniejszym artykule przyjrzymy się bliżej temu zjawisku akustycznemu.
Co to jest dźwięk i jak powstaje?
Dźwięk to fale akustyczne, czyli drgania mechaniczne ośrodka (najczęściej powietrza), które rozchodzą się w przestrzeni i mogą zostać odebrane przez nasz narząd słuchu. Aby dźwięk mógł powstać, potrzebny jest źródło drgań. Najczęściej są nim drgające ciała stałe, na przykład struny instrumentów muzycznych, membrany głośników czy nasze struny głosowe podczas mówienia. Drgania te powodują oscylacje (zmiany ciśnienia) w otaczającym je powietrzu, tworząc fale dźwiękowe. Im większa jest częstotliwość drgań źródła dźwięku, tym wyższy dźwięk jest przez nas odbierany.
Jak fale dźwiękowe docierają do naszego ucha?
Aby dźwięk mógł zostać odebrany przez człowieka, fale akustyczne muszą dotrzeć do ucha wewnętrznego. Dzieje się to następująco: fale dźwiękowe padają na małżowinę uszną, wprawiając w drgania błonę bębenkową. Drgania te są przenoszone przez kosteczki słuchowe do ucha wewnętrznego, gdzie powodują drgania płynu w błędniku. To pobudza zakończenia nerwu słuchowego, przekształcając bodziec mechaniczny w impuls nerwowy, który następnie jest interpretowany przez mózg jako dźwięk.
Dlaczego słyszymy różne dźwięki o różnych częstotliwościach?
Ludzkie ucho jest w stanie odbierać dźwięki o częstotliwości od około 20 do 20 000 Hz. Im wyższa częstotliwość fali dźwiękowej, tym wyższy dźwięk jest przez nas odbierany. Niskie dźwięki, takie jak basy, mają małą częstotliwość rzędu kilkudziesięciu herców. Wysokie dźwięki, na przykład skrzypce, sięgają częstotliwości kilku tysięcy herców. Możliwość słyszenia tak szerokiego zakresu częstotliwości pozwala nam odbierać i rozróżniać bardzo wiele rodzajów dźwięków.
Jakie cechy ma dźwięk i jak je opisujemy?
Dźwięk charakteryzuje się kilkoma podstawowymi cechami:
- Wysokość – zależy od częstotliwości drgań i określa, czy dźwięk jest niski, czy wysoki.
- Natężenie – określa "głośność" dźwięku i zależy od amplitudy drgań.
- Barwa – charakteryzuje "kolorystykę" dźwięku, zależy od składu częstotliwościowego.
- Czas trwania – określa długość dźwięku.
Opisując dźwięk, określamy zwykle jego wysokość (np. dźwięk wysoki, niski), natężenie (cichy, głośny) i barwę (np. miękki, ostry).
Jakie są rodzaje dźwięków w przyrodzie i w otoczeniu człowieka?
W otaczającym nas świecie występuje ogromna różnorodność dźwięków. Możemy wyróżnić między innymi:
- Dźwięki mowy ludzkiej
- Dźwięki muzyczne (instrumenty, śpiew)
- Dźwięki zwierząt (ryki, szczekanie, śpiew ptaków)
- Dźwięki maszyn i urządzeń
- Dźwięki przyrody (szum wiatru, deszczu, fal morskich)
- Dźwięki uderzeń, upadków przedmiotów
Różnorodność i zmienność dźwięków dostarcza nam wielu wrażeń słuchowych i pozwala orientować się w otoczeniu.
W jaki sposób można rejestrować i odtwarzać dźwięki?
Aby zarejestrować dźwięk, wykorzystuje się mikrofon, który zamienia fale dźwiękowe na sygnał elektryczny. Można go następnie zapisać na różnych nośnikach - taśmie magnetofonowej, płycie CD czy w pliku cyfrowym. Odtwarzane są one za pomocą głośników, zamieniających sygnał elektryczny z powrotem na fale dźwiękowe. Nowoczesne technologie pozwalają rejestrować i odtwarzać dźwięki z bardzo wysoką wiernością.
Jakie zjawiska akustyczne wykorzystuje akustyka?
Akustyka zajmuje się badaniem fal dźwiękowych i zjawisk związanych z rozchodzeniem się dźwięku. Najważniejsze z nich to:
- Odbicie fali od przeszkody
- Rezonans akustyczny
- Dyfrakcja i interferencja fal dźwiękowych
- Rozproszenie i pochłanianie dźwięku
- Efekt Dopplera
Zjawiska te wykorzystuje się między innymi przy projektowaniu wnętrz o dobrych właściwościach akustycznych.
Jakie właściwości dźwięku są ważne w akustyce wnętrz?
Aby uzyskać jak najlepszą akustykę w pomieszczeniach, ważne jest:
- Odpowiednie pochłanianie dźwięku przez ściany i wyposażenie, zapobiegające pogłosowi.
- Brak niepożądanych rezonansów.
- Równomierne rozprzestrzenianie się dźwięku w całym pomieszczeniu.
- Ograniczenie przenikania hałasu z zewnątrz i pomiędzy pomieszczeniami.
Dlatego przy aranżacji wnętrz należy odpowiednio dobrać materiały wykończeniowe i dbać o ergonomiczny kształt pomieszczeń.
Podsumowanie
Dźwięk to niezwykle ciekawe zjawisko fizyczne, które towarzyszy nam każdego dnia. Powstaje w wyniku drgań zródła i rozchodzenia się fal akustycznych w ośrodku. By móc go słyszeć, fale te muszą dotrzeć do naszego ucha wewnętrznego. Dźwięk charakteryzuje się takimi cechami jak wysokość, natężenie czy barwa. Otacza nas ogromna różnorodność dźwięków, zarówno w przyrodzie, jak i stworzonych przez człowieka. Nowoczesne technologie pozwalają na precyzyjne rejestrowanie i odtwarzanie dźwięków. Wiedza o zjawiskach akustycznych jest wykorzystywana m.in. w akustyce wnętrz, by uzyskać jak najlepsze wrażenia dźwiękowe w pomieszczeniach.
Tagi
Udostępnij
