PROPAGAREA PROPAGAREA SUNETULSUNETULUIUI

1.1. Definitia sunetuluiDefinitia sunetului2.2. Mărimi fizice caracteristiceMărimi fizice caracteristice3.3. Propagarea sunetuluiPropagarea sunetului4.4. Percepţia sunetelorPercepţia sunetelor5.5. AplicatiiAplicatii

Surse sonoreSurse sonore

►Sunetele pe care le percepe urechea Sunetele pe care le percepe urechea sunt produse de sursesunt produse de surse (emiţătoare) (emiţătoare) sonoresonore.. (instrumente muzicale, coardele (instrumente muzicale, coardele vocalevocale, membranele difuzoarelor, , membranele difuzoarelor, etc.). etc.).

► Fenomenul care stă la baza producerii Fenomenul care stă la baza producerii sunetelor este vibraţia unei surse sonore.sunetelor este vibraţia unei surse sonore.

►Vibraţia este mişcarea de o parte şi de Vibraţia este mişcarea de o parte şi de alta a unei poziţii de echilibru. Ea este alta a unei poziţii de echilibru. Ea este periodică (se repetă la intervale egale de periodică (se repetă la intervale egale de timp).timp).

Tuburi şi coarde sonoreTuburi şi coarde sonore► Orice corp care vibrează poate servi ca sursă de unde elastice în mediul în Orice corp care vibrează poate servi ca sursă de unde elastice în mediul în

care se află, adică poate fi o sursă sonoră. care se află, adică poate fi o sursă sonoră. Sunetele se produc în corzi vibrante (vioară, corzile vocale umane), coloane de aer vibrante (orgă, clarinet, flaut, clarinet), plăci şi membrane vibrante (xilofon, difuzor, tobă).

► 1.1. Tuburile sonoreTuburile sonoreTuburile constituie o parte principală pentru instrumentele de suflat, Tuburile constituie o parte principală pentru instrumentele de suflat,

având rolul rezonatorului. Sursa sonoră propriu-zisă o constituie ancia prin având rolul rezonatorului. Sursa sonoră propriu-zisă o constituie ancia prin care se produce oscilaţia aerului care formează unde staţionare în tubul care se produce oscilaţia aerului care formează unde staţionare în tubul sonor. Modificând lungimea coloanei oscilante dintr-un tub se modifică sonor. Modificând lungimea coloanei oscilante dintr-un tub se modifică frecvenţa sunetelor emise.frecvenţa sunetelor emise.

► 2.2. Coardele sonore Coardele sonore Se consideră o coardă de lungime l, fixată la ambele capete. Dacă ea Se consideră o coardă de lungime l, fixată la ambele capete. Dacă ea

este ciupită, se vor propaga vibraţii transversale de-a lungul corzii; aceste este ciupită, se vor propaga vibraţii transversale de-a lungul corzii; aceste perturbaţii se reflectă pe capetele fixe şi se formează astfel o undă perturbaţii se reflectă pe capetele fixe şi se formează astfel o undă staţionară. Modurile proprii de vibraţie ale corzii dau naştere unor unde staţionară. Modurile proprii de vibraţie ale corzii dau naştere unor unde longitudinale în aerul înconjurător care le transmite până la urechile noastre longitudinale în aerul înconjurător care le transmite până la urechile noastre ca un sunet muzical. ca un sunet muzical.

Pe aceeaşi coardă se pot produce simultan mai multe moduri de Pe aceeaşi coardă se pot produce simultan mai multe moduri de oscilaţie, care permit distingerea aceleiaşi note obţinută prin vibraţii ale oscilaţie, care permit distingerea aceleiaşi note obţinută prin vibraţii ale coardelor a două instrumente diferite (de exemplu pian şi vioara). Pe aceeaşi coardelor a două instrumente diferite (de exemplu pian şi vioara). Pe aceeaşi coardă de vioară se pot obţine sunete de frecvenţe diferite prin modificarea coardă de vioară se pot obţine sunete de frecvenţe diferite prin modificarea tensiunii de ȋntindere sau prin modificarea lungimii ce oscilează.tensiunii de ȋntindere sau prin modificarea lungimii ce oscilează.

Mărimi fizice caracteristiceMărimi fizice caracteristice

► PerioadaPerioada

Perioada este Perioada este durata celui mai mic durata celui mai mic interval de timp după interval de timp după care se repetă vibraţia.care se repetă vibraţia.

Simbol :TSimbol :T

<T>=1s – ecuaţia unităţii <T>=1s – ecuaţia unităţii de măsură pentru de măsură pentru perioadăperioadă

► FrecvenţaFrecvenţa

Frecvenţa este Frecvenţa este inversul perioadei.inversul perioadei.

Simbol : Simbol : =1/T=1/T

<<>=1Hz (Hertz) – ecuaţia >=1Hz (Hertz) – ecuaţia unităţii de măsură pentru unităţii de măsură pentru frecvenţăfrecvenţă

1Hz este frecvenţa unei 1Hz este frecvenţa unei vibraţii a cărei perioadă vibraţii a cărei perioadă este o secundă.este o secundă.

Intensitatea auditivăIntensitatea auditivă

► Intensitatea auditivIntensitatea auditivăă (t (tăăria sunetului): ria sunetului): ȋȋnsunsuşşirea irea senzasenzaţţiei auditive prin care sunetele sunt iei auditive prin care sunetele sunt clasificate clasificate ȋȋn slabe n slabe şşi puternice.i puternice.

► TTăăria sau intensitatea sunetului se mria sau intensitatea sunetului se măăsoarsoarăă ȋȋn n unitunităţăţi numite decibeli (dB).i numite decibeli (dB).

► Sunetele care dau naSunetele care dau naşştere la senzatere la senzaţţii plii plăăcute sunt cute sunt sunete muzicale, iar altele sunt auzite ca sunete muzicale, iar altele sunt auzite ca zgomote.zgomote.

--Prag auditivPrag auditiv inferior inferior -valoarea minim-valoarea minimăă a intensit a intensităţăţii ii sonore sub care sunetul dispare complet.sonore sub care sunetul dispare complet.

--Prag auditiv Prag auditiv superiorsuperior -valoarea intensit-valoarea intensităţăţii la care ii la care apare senzaapare senzaţţia de durere.ia de durere. Zgomotele peste 130 Zgomotele peste 130 dB sunt dureroase.dB sunt dureroase.

►Urechea umana poate percepe sunete Urechea umana poate percepe sunete

a caror frecventa este cuprinsa intre a caror frecventa este cuprinsa intre aproximativ 20 Hz si 20.000 Hz.aproximativ 20 Hz si 20.000 Hz.

►Frecventa vibratiei coardelor vocale Frecventa vibratiei coardelor vocale umane este aproximativ 80 Hz pentru umane este aproximativ 80 Hz pentru sunete joase (bas, voce barbateasca) sunete joase (bas, voce barbateasca) si de 1500 Hz pentru sunete inalte si de 1500 Hz pentru sunete inalte (soprana, voce feminina)(soprana, voce feminina)

Sensibilitatea urechiiSensibilitatea urechii

► Urechea umanUrechea umanăă percepe sunete a c percepe sunete a căăror ror frecvenfrecvenţăţă este cuprins este cuprinsăă ȋȋntrentre 20 Hz 20 Hz şşi i 20000 Hz.20000 Hz.

► FrecvenFrecvenţţa undelor sonore ce constituie a undelor sonore ce constituie vocea umanvocea umanăă e esste cuprinste cuprinsăă ȋȋntre ntre 8080 Hz Hz şşi i 4000 Hz, iar nivelul de intensitate poate 4000 Hz, iar nivelul de intensitate poate ajunge la 60 dB.ajunge la 60 dB.

► Expunerea prelungitExpunerea prelungităă la zgomote (peste la zgomote (peste 100 dB) poate afecta timpanul.100 dB) poate afecta timpanul.

Propagarea sunetuluiPropagarea sunetului

Unde se Unde se propagă propagă sunetul?sunetul?

Care sunt Care sunt factorii de factorii de

care depinde care depinde viteza viteza

sunetului?sunetului?

Cum se Cum se propagă propagă sunetul?sunetul?

-Sunetul se propagă -Sunetul se propagă ȋn toate mediile ȋn toate mediile materiale (solide , materiale (solide , lichide, gazoase).lichide, gazoase).

-Sunetul nu se -Sunetul nu se propagă ȋn vid.propagă ȋn vid.

-Viteza sunetului -Viteza sunetului depinde de: mediul ȋn depinde de: mediul ȋn care se propagă care se propagă sunetul şi temperatura sunetul şi temperatura acestuia.acestuia.

-Sunetul se propagă -Sunetul se propagă din aproape ȋn din aproape ȋn aproape sub formă aproape sub formă de unde sonore.de unde sonore.

-Propagarea -Propagarea sunetului se face cu sunetului se face cu viteză constantă.viteză constantă.

CUM ?CUM ?► Emisia sunetului este datorata vibratiei unei Emisia sunetului este datorata vibratiei unei

surse sonore. De exemplu, un diapazon surse sonore. De exemplu, un diapazon vibrand, produce comprimari si destinderi vibrand, produce comprimari si destinderi alternative ale aerului aflat in stratul din alternative ale aerului aflat in stratul din imediata sa vecinatate. Presiunea aerului imediata sa vecinatate. Presiunea aerului creste si scade succesiv. Aceste variatii ale creste si scade succesiv. Aceste variatii ale presiunii aerului se transmit, din aproape in presiunii aerului se transmit, din aproape in aproape, straturilor invecinate fara ca aerul aproape, straturilor invecinate fara ca aerul sa se deplaseze. Astfel, sunetul se propaga sa se deplaseze. Astfel, sunetul se propaga din aproape in aproape sub forma de unde din aproape in aproape sub forma de unde sonore. Propagarea sunetului se face cu sonore. Propagarea sunetului se face cu viteza constanta, fiecare strat de aer viteza constanta, fiecare strat de aer vibrand(se comprima si se destinde) cu vibrand(se comprima si se destinde) cu frecventa egala cu cea a sursei sonore.frecventa egala cu cea a sursei sonore.

UNDE ? … si cat de repede?UNDE ? … si cat de repede?

►Pentru a se propaga, sunetul ARE Pentru a se propaga, sunetul ARE NEVOIE DE UN MEDIU.NEVOIE DE UN MEDIU.

►Sunetul NU se propaga in vidSunetul NU se propaga in vid►Experimentul realizat cu dispozitivul din Experimentul realizat cu dispozitivul din

figura ne ajuta sa intelegem acest figura ne ajuta sa intelegem acest lucru. Soneria de sub clopotul de sticla lucru. Soneria de sub clopotul de sticla se aude numai pana la pornirea pompei se aude numai pana la pornirea pompei de vid conectate la acesta. Cand se de vid conectate la acesta. Cand se scoate aerul de sub clopot, sunetul nu scoate aerul de sub clopot, sunetul nu se mai aude.se mai aude.

►Sunetul soneriei nu se mai aude dupa Sunetul soneriei nu se mai aude dupa scoaterea aerului de sub clopotscoaterea aerului de sub clopot

► Toate mediile (gazoase, lichide, solide) Toate mediile (gazoase, lichide, solide) permit propagarea sunetuluipermit propagarea sunetului

iata cateva viteze ale sunetului in diferite iata cateva viteze ale sunetului in diferite medii:medii:

► Aer la 0 grd C …….. 331 m/sAer la 0 grd C …….. 331 m/s► Aer la 20 grd C ……… 344 m/sAer la 20 grd C ……… 344 m/s► Aer la 100 grd C ……. 390 m/sAer la 100 grd C ……. 390 m/s► Apa la 25 grd C ……. 1498 m/sApa la 25 grd C ……. 1498 m/s► Lemn ………………….. 3850 m/sLemn ………………….. 3850 m/s► Otel la 20 grd C ……. 5000 m/sOtel la 20 grd C ……. 5000 m/s

►Cu cat ne aflam mai departe de sursa Cu cat ne aflam mai departe de sursa sonora, intensitatea sunetului scade. sonora, intensitatea sunetului scade.

Se spune ca el este Se spune ca el este atenuatatenuat

Clasificarea sunetelorClasificarea sunetelor

► In functie de frecventa, sunetele se pot In functie de frecventa, sunetele se pot clasifica in:clasifica in:

► INFRASUNETE ........ 0 Hz – 20 Hz (nu se INFRASUNETE ........ 0 Hz – 20 Hz (nu se aud)aud)

►SUNETE ……… 20 Hz – 20.000 Hz (se SUNETE ……… 20 Hz – 20.000 Hz (se aud)aud)

►ULTRASUNETE … peste 20.000 Hz (nu se ULTRASUNETE … peste 20.000 Hz (nu se aud)aud)

CUM AUZIMCUM AUZIM►Unda sonora se propaga spre Unda sonora se propaga spre

pavilionul urechii apoi spre timpan, pavilionul urechii apoi spre timpan, prin mediu gazos (aer). De la timpan prin mediu gazos (aer). De la timpan spre urechea interna (melc) unda spre urechea interna (melc) unda sonora se propaga prin mediu solid sonora se propaga prin mediu solid unde este transformata in semnale unde este transformata in semnale nervoase, care ajung la creier.nervoase, care ajung la creier.

t (s)

p (atm)

comprimari ale aerului

rarefieri ale aerului

Diverse intensitati sonoreDiverse intensitati sonore

APLICATII APLICATII ►Studiul propagarii sunetelor este util in Studiul propagarii sunetelor este util in

aplicatii industriale, medicale, militare, aplicatii industriale, medicale, militare, navigatie, zoologie, etc.navigatie, zoologie, etc.

► In industrie, cu ajutorul ultrasunetelor In industrie, cu ajutorul ultrasunetelor se masoara distante, grosimi, defecte, se masoara distante, grosimi, defecte, etc.etc.

► In medicina exista aparate de In medicina exista aparate de investigare cu ultrasunete (ecograful) investigare cu ultrasunete (ecograful)

►Aplicatiile militare principale sunt Aplicatiile militare principale sunt ecolocatia si masurarea distantelorecolocatia si masurarea distantelor

► In navigatie, ecolocatia ajuta la In navigatie, ecolocatia ajuta la evitarea coliziunilor, cartografierea evitarea coliziunilor, cartografierea fundului submarin sau la gasirea fundului submarin sau la gasirea bancurilor de pestebancurilor de peste

► In zoologie, studiul propagarii In zoologie, studiul propagarii ultrasunetelor ajuta la dezlegarea ultrasunetelor ajuta la dezlegarea misterelor zborului liliecilor sau la misterelor zborului liliecilor sau la descifrarea limbajului balenelor sau al descifrarea limbajului balenelor sau al felului in care acestea isi gasesc hranafelului in care acestea isi gasesc hrana

►Toate aplicatiile enumerate mai sus au Toate aplicatiile enumerate mai sus au la baza studiul propagarii sunetelor, la baza studiul propagarii sunetelor, precum si felul in care acestea se precum si felul in care acestea se reflecta de diverse obiecte.reflecta de diverse obiecte.