Skaņas viļņi: koncepcija un funkcijas
Pasaule, kas mūs ieskauj, ir droši iespējamazvaniet skaņu pasaulei, jo ap mums vienmēr ir balsis, mūzika, putnu čivināšana, vēja skaņa. Skaņas viļņi palīdz cilvēkiem sazināties, saņemt informāciju par apkārtējo pasauli. Dzīvniekiem, ne mazāk svarīgi ir skaņas. No fizikas viedokļa skaņas ir mehāniskās svārstības, kas izplatās elastīgā vidē: ūdenī, gaisā, cietā stāvoklī utt. Cilvēka ausis spēj dzirdēt skaņu, kad audio frekvences ir diapazonā no 16 līdz 20 000 Hz. Svārstības ar augstāku vai zemāku frekvenci cilvēkam nav dzirdamas.
Zinātnes akustika nodarbojas ar dažādu risinājumujautājumi, tostarp jautājumi par dzirdes īpašībām un īpašībām. Fizioloģiskās akustikas studiju priekšmets ir tieši dzirdes orgāns, tā struktūra, darbība un ierīce. Arhitektūras akustika nodarbojas ar pētījumu par to, kā telpā izplatās skaņas viļņi, pārbauda telpas formas un dimensijas ietekmi uz skaņu, pētīta materiālu īpašības ar pašreizējo skatu pavairošanu un skaņu slāpēšanu. Mūzikas akustika nodarbojas ar mūzikas instrumentu izpēti, pētot apstākļus konkrētā instrumenta labākajai skaņai.
Fiziskā akustika izpēte pašas skaņas vibrācijas, skaņas viļņus, nesen tā arī sāka segt svārstības, kas pārsniedz cilvēka dzirdes sistēmas iespējas.
Akustikas pamatjēdzieni
Skaņas izskats ir saistīts ar mehāniskoelastīgo ķermeņu un mediju vibrācijas. Gaiss ir skaņas vadītājs. To pierāda Robert Boyle pieredze. Ja zem gaisa sūkņa zvana ievietosiet skanošu ķermeni, tad, kad gaiss tiek izsūkts zem zvana, skaņa kļūs vājāka. Kad gaiss zem zvana ir beidzies, skaņa pārtrauks vispār.
Svilšanas laikā ķermenis pārmaiņus radaizplūst gaisa slānī blakus tās virsmai, tad saspiež šo slāni. Tā rezultātā viļņu izplatīšanās gaisa telpā sākas ar gaisa slāņa svārstībām ķermeņa virsmā.
Skaņas viļņi izplatāstelpā tiek novērota skaņas vājināšanās, kas saistīta ar dažiem neatgriezeniskiem procesiem. Tas nozīmē, ka vide, ko absorbē skaņas viļņa enerģija.
Absorbcijas koeficients ir daudzums,kas ir vienāds ar vidējās enerģijas absorbētās skaņas enerģijas attiecību pret enerģiju, kas ievadīta videi. Absorbcijas koeficientu ietekmē vides iekšējā berze vai viskozitāte, tās siltuma vadītspēja, barotnes blīvums un viļņa pavairošanas ātrums.
Izplatīšana vidē, vilnis katru dienusasniedz robežu. Pēc šīs robežas sākas vēl viena viela, kas sastāv no citām daļiņām un kurā ir cits skaņas ātrums. Šajā robežā atspoguļojas skaņa. Šajā gadījumā daļiņu atšķaidīšana pārvēršas par sabiezēšanu un kondensāciju vakuumā.
Šis efekts rodas tāpēc, ka svārstības,kas vilnis sasniedz vidējai robežai, tiek pārnestas uz cita materiāla daļiņām un kļūst par jauna viļņa avotu. Sekundārais vilnis izplatīsies ne tikai otrajā vidē, bet arī tajā, no kuras tā sākotnēji atnāca. Tas ir atspoguļots skaņas vilnis.
Pie vides robežas notiek daļēja pārejaskaņu otrā vidē un daļēju skaņas absorbciju. Atveidotās enerģijas daļa būs atkarīga no mediju blīvuma attiecības, kā arī no saskarnes stāvokļa. Piemēram, gandrīz pilnīgi parādās skaņas viļņa atspoguļojums gaisā, no šķidras virsmas vai cietā ķermeņa. Skaņas viļņi, kas izplatās cietā stāvoklī, gandrīz pilnībā atspoguļojas pie robežas ar gaisu.
Ar tieši pārdomas atspoguļojuma fenomenuatbalss rašanās. Šīs parādības būtība ir tā, ka skaņa nāk no avota līdz dažiem šķēršļiem, kas kļūst par plašsaziņas līdzekļu robežu un atspoguļo no tā, atgriežoties vietā, kur notiek vilnis.
