Akustyka – Jak rozchodzi się dźwięk | PROfesjonalneNaglosnienie.pl

Włączając nagłośnienie ( przy założeniu, że wszystko poprawnie podłączyliśmy) zaczynamy słyszeć dźwięki. Jak to się dzieje, że poruszająca się membrana głośnika przesyła w jakiś sposób muzykę do naszych uszu ?

Dźwięk to zjawisko ściśle związane ze środowiskiem w jakim się rozchodzi. Do transportu dźwięku niezbędne są cząsteczki, które mogą odebrać i przekazać energię fali dźwiękowej dalej ( dla tego np: w próżni nie rozchodzi się dźwięk – ponieważ nie ma tam żadnej cząsteczki, która mogłaby przekazać energię dalej).

Możemy wyobrazić sobie, że cząsteczki środowiska to „piłeczki”, przyczepione na sprężynie, umieszczone bardzo blisko siebie. Membrana głośnika pod wpływem sygnału elektrycznego zaczyna drgać uderzając w „piłeczki” znajdujące się bezpośrednio przy membranie. Uderzone cząsteczki zostają wyrzucone ze stanu równowagi i uderzają w następne „piłeczki”. Następnie na skutek siły, która stara się przyciągnąć cząsteczkę z powrotem („sprężynka”), cząsteczka zaczyna wracać w kierunku punktu równowagi. Cząsteczka nie zatrzymuje się jednak ale przechodzi na drugą stroną punktu równowagi i ponownie zostaje wyhamowana i zawrócona. W ten sposób mamy do czynienia ze stadem oscylujących w przód i w tył cząsteczek. Teoretyczny model podróżowania fali dźwiękowej można zobaczyć na animacji obok.

Jak widać na animacji na drodze fali widać zagęszczenia i rozrzedzenia „piłeczek”. Im gęściej cząsteczki znajdują się obok siebie tym większe ciśnienie i odwrotnie – im mniej cząsteczek tym niższe ciśnienie. Cząsteczki w stanie spoczynku reprezentują ciśnienie atmosferyczne, natomiast zmiany spowodowane ruchem cząsteczek powodują jego zmianę, która jest określana jako ciśnienie akustyczne – czyli chwilowa zmiana ciśnienia pod wpływem fali dźwiękowej. Im większe przesunięcie cząsteczek tym więcej nagromadzi się ich w jednym miejscu więc wywołają większe ciśnienia akustyczny więc większe wrażenie głośności.

Cząsteczki poruszają się tak szybko jak silnie działają ich „sprężynki” – siły utrzymujące cząsteczki w swoim wyjściowym położeniu. W dużym uogólnieniu im twardszy materiał tym większa siła „sprężynki” a co za tym idzie tym większa prędkość przemieszczania się dźwięku ( i innych fal mechanicznych). Przykładowe prędkości poruszania się dźwięku (źródło Wikipedia):