A füleink által érzékelt érzést hangnak nevezzük. Ez egy energiaforma, amely hallásra késztet bennünket. A mindennapi életben számos hangot hallunk magunk körül.
Tudjuk, hogy a hang hullám formájában terjed.
A hullám egy közegben lévő rezgési zavar, amely energiát visz át egyik pontból a másikba anélkül, hogy a két pont között közvetlen kapcsolat lenne.
Mondhatjuk, hogy a hullámot a közeg részecskéinek rezgése hozza létre, amelyen áthalad.
A hullámoknak két típusa van: Longitudinális hullámok és transzverzális hullámok.
Longitudinális hullámok: Olyan hullám, amelyben a közeg részecskéi előre-hátra rezegnek “ugyanabban az irányban”, amelyben a hullám mozog. A közeg lehet szilárd, folyékony vagy gáz. Ezért a hanghullámok longitudinális hullámok.
Transzverzális hullámok: Olyan hullám, amelyben a közeg részecskéi felfelé és lefelé rezegnek “derékszögben” azzal az iránnyal, amelyben a hullám mozog. Ezek a hullámok csak szilárd és folyékony anyagokban keletkeznek, gázokban nem.
A hang longitudinális hullám, amely egy közegben terjedő kompressziókból és ritkításokból áll.
A hanghullám öt jellemzővel írható le: Hullámhossz, amplitúdó, időperiódus, frekvencia és sebesség vagy sebesség.
1. Hullámhossz
Azt a legkisebb távolságot, amelyen belül egy hanghullám ismétlődik, hullámhossznak nevezzük. Vagyis ez egy teljes hullám hossza. Ezt görög λ (lambda) betűvel jelölik. Tudjuk, hogy egy hanghullámban egy kompresszió és egy szomszédos ritkulás együttes hosszát nevezzük a hullámhosszának. Továbbá, két egymást követő kompresszió vagy két egymást követő ritkulás középpontja közötti távolság egyenlő a hullámhosszával.
Megjegyzés: Egy kompresszió és egy szomszédos ritkulás középpontja közötti távolság egyenlő a hullámhossz felével, azaz λ/2-vel. A hullámhossz mérésére szolgáló S.I. egység a méter (m).
2. Amplitúdó
Amikor egy hullám áthalad egy közegen, a közeg részecskéi átmenetileg elmozdulnak eredeti, zavartalan helyzetükből. A közeg részecskéinek eredeti, zavartalan helyzetükből való maximális elmozdulását, amikor egy hullám áthalad a közegen, a hullám amplitúdójának nevezzük. Az amplitúdó valójában a hullám méretének leírására szolgál. Az amplitúdó S.I. mértékegysége a méter (m), bár néha centiméterben is mérik. Tudtad, hogy a hullám amplitúdója megegyezik a hullámot létrehozó rezgő test amplitúdójával?
3. Időperiódus
A hullám egy teljes hullám vagy ciklus vagy ciklus előállításához szükséges időt nevezzük a hullám időperiódusának. Nos, egy teljes hullámot a rezgő test egy teljes rezgése hoz létre. Tehát azt mondhatjuk, hogy az egy teljes rezgéshez szükséges időt nevezzük időperiódusnak. Ezt T betűvel jelöljük. Az időperiódus mértékegysége a másodperc (s).
Miért nem mindig egyenlő a sebesség és a sebesség nagysága?
4. Frekvencia
Forrás: www.media.openschool.com
Az egy másodperc alatt létrehozott teljes hullámok vagy ciklusok számát a hullám frekvenciájának nevezzük. Mivel egy teljes hullámot a rezgő test egy teljes rezgése hoz létre, ezért mondhatjuk, hogy a másodpercenkénti rezgések számát frekvenciának nevezzük. Például: ha egy másodperc alatt 10 teljes hullám vagy rezgés keletkezik, akkor a hullámok frekvenciája 10 hertz vagy 10 ciklus másodpercenként. Tudtad, hogy a hullám frekvenciája állandó, és akkor sem változik, ha különböző anyagokon halad át?
A frekvencia S.I. egysége a hertz vagy Hz. Egy másodpercenként 1 hullámot kibocsátó rezgő testről azt mondjuk, hogy frekvenciája 1 hertz. Vagyis 1 Hz másodpercenként 1 rezgésnek felel meg.
Néha a frekvencia nagyobb mértékegységét kilohertznek (kHz) nevezik, azaz 1 kHz = 1000 Hz. A hullám frekvenciáját f betűvel jelöljük.
A hullám frekvenciája megegyezik a hullámot létrehozó rezgő test frekvenciájával.
Mi a kapcsolat a hullám időperiódusa és frekvenciája között?
Az egy teljes hullám előállításához szükséges időt nevezzük a hullám időperiódusának. Tegyük fel, hogy egy hullám időperiódusa T másodperc.
T másodperc alatt keletkező hullámok száma = 1
Így 1 másodperc alatt keletkező hullámok száma = 1/T
De az 1 másodperc alatt keletkező hullámok számát frekvenciának nevezzük.
Ezért F = 1/Időperiódus
f = 1/T
ahol f = a hullám frekvenciája
T = a hullám időperiódusa
5. A hullám sebessége (a hullám sebessége)
A hullám által egy másodperc alatt megtett távolságot nevezzük a hullám sebességének vagy a hullám sebességének. Ezt a v betűvel jelölik. A sebesség mérésére használt S.I. mértékegység a méter/másodperc (m/s vagy ms-1).
Mi a kapcsolat a hullám sebessége, frekvenciája és hullámhossza között?
Gyorsaság = megtett távolság / eltelt idő
Legyen v = λ / T
Hol T = egy hullám által eltelt idő.
v = f X λ
Ezt a képletet hullámegyenletként ismerjük.
Hol v = a hullám sebessége
f = frekvencia
λ = hullámhossz
A hullám sebessége = frekvencia X hullámhossz
Ez minden hullámra érvényes, például a keresztirányú hullámokra, mint a vízhullámok, a hosszirányú hullámokra, mint a hanghullámok és az elektromágneses hullámokra, mint a fényhullámok és a rádióhullámok
Ezért megtanultuk a hanghullámok különböző jellemzőit.
A szilárd testek, folyadékok és gázok termikus tágulása