Jak produkowane są fale dźwiękowe?

Jak produkowane są fale dźwiękowe?

Fale dźwiękowe pojawiają się, gdy obiekt wibruje i przenosi tę energię do powietrza lub innego medium. Gdy drgający obiekt porusza się do przodu, kompresuje cząsteczki powietrza przed nim i gdy porusza się do tyłu , pozostawia lukę, w której mogą się rozszerzać lub rozrzedzać. Wibracje wytwarzają wiele z tych par kompresyjnych i rozrzedzających, które przemieszczają się z dala od źródła drgań w powietrzu.

Gdy fale dźwiękowe docierają do słuchacza, proces odbywa się w odwrotnym kierunku. Fale sprężonego powietrza dociskają błonę bębenkową słuchacza, a rozrzedzone powietrze za tymi falami pozwala mu wibrować na zewnątrz. Ruch błony bębenkowej jest przekazywany do mózgu, który interpretuje wibracje jako dźwięk.

Dźwięk przemieszcza się znacznie szybciej przez wodę, ponieważ jest gęstszy niż powietrze. Ponieważ fala ciśnienia propaguje się tylko wtedy, gdy cząsteczki w fali uderzają w inne cząsteczki, im więcej jest cząsteczek, tym szybciej porusza się fala. Ponieważ dana objętość wody zawiera dużo więcej cząsteczek niż ta sama objętość powietrza, dźwięk przemieszcza się około cztery razy szybciej. Podróżuje także znacznie dalej w wodzie niż w powietrzu.

Fale dźwiękowe przemieszczają się najszybciej przez gęste, mocne obiekty. W tym przypadku dźwięk tworzy falę poprzeczną zamiast fali sprężania, ponieważ energia wymagana do ściśnięcia materiału stałego jest znacznie większa niż ciecz lub gaz. W zależności od ich gęstości ciała stałe mogą przekazywać dźwięk ponad 10 razy szybciej niż powietrze.