Garsas
5 (100%) 1 vote

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 dažnio 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 jie 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 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 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.

Šiuo metu Jūs matote 51% šio straipsnio.
Matomi 803 žodžiai iš 1585 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.