garsas ;]
Garsas
Garsas yra slenkantis slėgio svyravimas terpėje, kuris yra girdimas žmogaus ar gyvūno ausimis. Paprastai svyravimas – mažas ir periodinis, tada garsas yra banga, apibrėžiama lygtimi:
.
Čia λ – bangos ilgis, f – dažnis ir c – garso greitis.
Garsas sklinda ore ir kitose dujose, skysčiuose, kietuose kūnuose specifiniu greičiu. Vakuume garso nėra. Žmogaus ausimi girdimų garsų dažnis yra intervale 16 Hz – 20 kHz. Senstant silpnėja klausa, ypač aukšti tonai tampa negirdimi. Garsas vadinamas tonu, jei jis tik vieno ddažnio banga.
Fizikos šaka tirianti garsą – akustika.
Garsą sukelia virpantys kūnai. Jie tai suspaudžia, tai išretina greta esantį orą, o išretėjimo ar sutankėjimo sklidimas yra ne kas kita, kaip išilginė garso banga, kuri nuo garso šaltinio sklinda į visas puses.
Garso bangos
Garso bangos perneša energiją, kurią galima panaudoti. Kalbą ir muziką galima perduoti daugybe būdų, todėl garsas – efektyvi ryšio priemonė. Ultragarsas – efektyvi ryšio priemonė. Ultragarsas (aukšto dažnio garsas, kurio žmogus negirdi) padeda šikšnosparniams, delfinams ir banginiams orientuotis erdvėje, nes jjie evoliucijos eigoje įgijo aktyvios ultragarsinės echolokacijos sistemas. Tačiau net garsiausio garso energija nedidelė. Labai garsiai grojančio simfoninio orkestro sukelto garso energija yra lygiavertė menkos galios kaitinamosios lempos šviesos ir šiluminei energijai.
Kaip atsiranda garsas?
Garsas yra tam tikra kinetinės energijos (judesio eenergijos) forma, kurią sukuria bet kuris virpantis objektas. Visų garsų priežastis yra mechaniniai aplinkos virpesiai, nors paprastai jie nematomi. Susidūrus automobiliams jų paviršiai pradeda virpėti, ir išgirstame smūgio garsą; muzika iš radijo imtuvo sklinda dėl to, kad virpa jo garsiakalbio membrana; kalbame ir dainuojame virpant balso stygoms gerklose.
Virpantis kūnas verčia virpėti arčiausiai esančias oro molekules. Virpesiai sklinda ore, sudarydami garso bangą, tačiau oras banga neslenka. Ten kur molekulės susispiečia, susidaro didesnio slėgio sritis (sutankėjimas), o ten, kur jų lieka mažiau – žemesnio slėgio sritis (praretėjimas). Pakaitomis einančios sutankėjimų ir praretėjimų sritys sklinda ore kaip garso banga. Pasiekus ausį, ji virpina ausies būgnelį, ir žmogus girdi garsą.
Kuo stipresni daikto virpesiai, tuo didesnis sutankėjimų ir praretėjimų slėgio skirtumas, ir garsas yra stiprus. VVirpesių dažnis lemia garso aukštį, arba toną. Jei virpesiai dažnėja, sutankėjimų ir praretėjimų sritys suartėja – garsas darosi aukštesnis. Lėtesni virpesiai atitinka žemesnį garsą.
Garso bangos ore ties jūros lygiu sklinda iš šaltinio visom kryptim 331 m/s greičiu. Dideliame aukštyje garso greitis yra mažesnis, nes oras yra retesnis, o vandenyje ar metale garso greitis didesnis, nes šios medžiagos yra daug tampresnės negu oras, ir virpesiai jose sklinda sparčiau. Garso greitis vandenyje yra apie 1500 m/s, pliene – apie 5000 m/s. Garsas vvakuume nesklinda, nes jame nėra dujų molekulių, gebančių virpėti ir perduoti garsą.
Garso stiprumas, aukštis ir dažnis
Garso stiprumo lygis matuojamas decibelais (dB). Prietaisas matuoja garso stiprumą, susijusį su garso bangos slėgio skirtumu – garsiniu slėgiu. Garso stiprumo skalė yra logaritminė: garso sustiprėjimas 10dB atitinka dešimt kartų didesnį stiprumą. Du kartus padidėjus garso stiprumui, garsinio slėgio lygis padidėja 3dB. Garsumas apibūdina klausos organų slėgio pojūtį. Ausis ne visų dažnių garsus girdi vienodai, pavyzdžiui, žemas garsas girdimas ne toks stiprus, kaip tokio pat stiprumo aukštas garsas.
Sutankėjimų skaičius per sekundę lemia garso dažnį, kuris matuojamas hercais (Hz): 1 Hz lygus vienam virpesiui per sekundę. Dažnių skalė nėra logaritminė: 440 Hz tonas (pirmosios oktavos la) skamba du kartus aukščiau (sakoma oktava aukščiau) negu 220 Hz tonas. Kitaip sakant, kuo didesnis virpesių dažnis, tuo aukštesnis garsas.
Garsą apibūdina garso bangos ilgis, intensyvumas, greitis ir dažnis. Garso bangų greitis ore yra maždaug 340m/s (metrų per sekundę). Bangos ilgis, per kurį įvyksta virpesio fazės, nustatomas bangos greitį padalinus iš virpesių dažnio.
Šiame paveikslėlyje yra grafiškai išreikšta garso bangos aspektai:
A-E – Bangos ilgis, t.y. virpesio fazės, kuri tolygi garso aukščiui; a – bangos amplitudė, t.y. garso intensyvumas, stiprumas.
Garso rūšys
• Infragarsas (v<16 Hz)
• Žmogaus suvokiamas garsas (v=16-20-20 000 Hz)
• Ultragarsas (v> 20 000 Hz)
• Triukšmas ((sudėtingi, netvarkingai kintantys garsai)
Garso greitis
• Ore – 340 m/s
• Vandenyje – 1483 m/s
• Pliene – 5000 m/s
Šiame paveikslėlyje yra grafiškai pavaizduotas garso susidarymo procesas visų vargonų mastu:
Dumplėse oras yra sutankinamas, t.y. sudaromas didesnis oro spaudimas.
Iš dumplių sutankintas oras kanalais keliauja į oro dėžes, kuriose yra dviejų lygių oro judėjimas: registrinis ir toninis. Įjungus tam tikrą registrą, kitaip vadinamą balsu, sudaroma galimybė orui prieiti prie visų registro ar kelių registrų vamzdžių ar vamzdžių grupių.
Nuspaudus klavišą ar jų grupę, klavišo judesio perdavimo sistema atidaro angą ar kelias angas, pro kurią ar kurias oras plūsteli į vamzdį ar vamzdžius, kuriuose savo ruožtu kyla tam tikro aukštumo garsai, sudarantys atitinkamą garsų sąskambį.
Registrui esant išjungtam ir nuspaudus klavišą ventilis yra atidaromas ir oras patenka į oro dėžės tam tikrą skyrių, tačiau neprieina prie vamzdžio, nes jį blokuoja registro sklendė.
Garsas yra slenkantis slėgio svyravimas terpėje , kuris yra girdimas žmogaus ar gyvūno ausimis . Paprastai svyravimas – mažas ir periodinis, tada garsas yra banga , apibrėžiama lygtimi: . Čia λ – bangos ilgis , f – dažnis ir c – garso greitis . Garsas sklinda ore ir kitose dujose , skysčiuose , kietuose kūnuose specifiniu greičiu. Vakuume garso nėra. Žmogaus ausimi girdimų garsų dažnis yyra intervale 16 Hz – 20 kHz. Senstant silpnėja klausa , ypač aukšti tonai tampa negirdimi. Garsas vadinamas tonu , jei jis tik vieno dažnio banga. Fizikos šaka tirianti garsą – akustika . Taikomoji akustika priskiriama inžinerijai , pvz., statybinė akustika. Kaip atsiranda garsas? Garsas yra tam tikra kinetinės energijos (judesio energijos) forma, kurią sukuria bet kuris virpantis objektas. Visų garsų priežastis yra mechaniniai aplinkos virpesiai , nors paprastai jie nematomi. Susidūrus automobiliams jų paviršiai pradeda virpėti, ir išgirstame smūgio garsą; muzika iš radijo imtuvo sklinda dėl to, kad virpa jo garsiakalbio membrana; kalbame ir dainuojame virpant balso stygoms gerklose . Virpantis kūnas verčia virpėti arčiausiai esančias oro molekules . Virpesiai sklinda ore, sudarydami garso bangą, tačiau oras banga neslenka. Ten kur molekulės susispiečia, susidaro didesnio slėgio sritis (sutankėjimas), o ten, kur jų lieka mažiau – žemesnio slėgio sritis (praretėjimas). Pakaitomis einančios sutankėjimų ir praretėjimų sritys sklinda ore kaip garso banga. Pasiekus ausį, ji virpina ausies būgnelį , ir žmogus girdi garsą. Kuo stipresni daikto virpesiai, tuo didesnis sutankėjimų ir praretėjimų slėgio skirtumas, ir garsas yra stiprus. Virpesių dažnis lemia garso aukštį, arba toną. Jei virpesiai dažnėja, sutankėjimų ir praretėjimų sritys suartėja – garsas darosi aukštesnis. Lėtesni virpesiai
atitinka žemesnį garsą. Garso bangos ore ties jūros lygiu sklinda iš šaltinio visom kryptim 331 m/s greičiu. Dideliame aukštyje garso greitis yra mažesnis, nes oras yra retesnis, o vandenyje ar metale garso greitis didesnis, nes šios medžiagos yra daug tampresnės negu oras, ir virpesiai jose sklinda sparčiau. Garso greitis vandenyje yra apie 1500 m/s, pliene – apie 5000 m/s. Garsas vakuume nesklinda, nes jame nėra dujų molekulių, gebančių virpėti ir perduoti garsą. Garso greitis Garso greitis – yra fizikinė medžiagos ssavybė, išreiškianti garso sklidimo greitį tam tikroje aplinkoje. Garso greitis priklauso nuo medžiagos struktūros, priemaišų, temperatūros , slėgio . Jis 0°C temperatūros ore, esant 1013,25 hPa slėgiui, yra lygus .
Garsas plinta materialiosiomis terpėmis:
• Dujomis (oru)
• Skysčiais (vandeniu)
• Kietaisiais kūnais
Garso plitimo ypatybės
Garsas gali atsispindėti.
Aidas – atspindėtas garsas. Juo remiantis, matuojamas jūros lygis.
Garsas gali aplenkti kliūtis.
Kietaisiais kūnais garsas sklinda daug greičiau negu skysčiais ar oru.
Aidas
Jeigu šaltinio skleidžiama garso banga krinta į paviršių statmenai, tai atsispindėjusi ji grįžta atgal į šaltinį. Toks nuo kliūties aatsispindėjęs garsas vadinamas aidu.
Garso apibūdinimas
Grynas garsas, t.y. garsas. Atitinkantis kurio nors vieno dažnio virpesius, vadinamas tonu.
Garso stipris – dydis, lygus energijos kiekiui, kurį sudaro garso banga per vienetinį laiką perneša pro vienetinį plotą, statmena bangos sklidimo krypčiai.
Garsumas apibūdina klausos organais ggirdimo garso pojūtį. Jis yra subjektyvi garso charakteristika, susijusi su objektyvia jo charakteristika – garso stipriu. Garsumas matuojamas belais (B) arba decibelais (dB)
Garso požymis, priklausantis nuo virpesių dažnio, vadinamas tono aukščiu.
Triukšmas
Triukšmas – tai sudėtingi, netvarkingai kintantys garsai.
Stiprus ilgalaikis triukšmas kenkia žmonių sveikatai, mažina jų darbingumą, sukelia triukšmaligę, kuri pažeidžia centrinę nervų sistemą bei širdies ir kraujagyslių sistemą.
Akustika – mokslas apie garsą. Ore ir skystyje garso bangos tik išilginės, o kietuose kūnuose išilginė plintant tempimui ir spaudimui, o skersinės – per šlyties deformacijas. Garso stiprį nusako bangos atneštų svyravimų slėgio pakitimo amplitudė. Garso galią lemia garso energija ploto vienetui per sekundę; decibelais Db išreiškiamas iš 10 padaugintas galių dešimtainių logaritmų skirtumas. Garso aukštį lemia bangos svyravimų dažnis ν: aukštis pproporcingas dažniui. Kalbėdami suplakame įvairių dažnių virpesius, kurių kiekvienas turi savo amplitudę, ir tai lemia garso tembrą, kurį gyvūnai (ir aš!) analizuoja, šitaip suvokdami signalus, kalbą ir t.t.
