Nazwa szkoły: Zespół Szkół Ponadgimnazjalnych nr 1 ID grupy: 97_66_mf_g1

2. Nazwa szkoły: Zespół Szkół Ponadgimnazjalnych nr 1 • ID grupy: 97_66_mf_g1 • Kompetencja: Matematyczno-fizyczna • Temat projektowy: „W świecie dźwięków i ciszy” • Semestr/rok szkolny: 2011/2012

3. W świecie dźwięków i ciszy „Sza, cicho sza, czas na ciszę, którą w swym sercu słyszysz, zbliż się do niej, zanurz się w nią, kryształową i czystą jak TON (...) Nie krzykiem zdobywa się świat...” (J. Mogielnicki)

4. Sejsmologia – fale sejsmiczne Fale sejsmiczne- fale sprężyste rozchodzące się w Ziemi, powstałe wskutek trzęsień ziemi, wywołane przez eksplozję materiałów wybuchowych lub powodowane działalnością górniczą. Rodzaje fal sejsmicznych: • fale wgłębne(objętościowe) - rozchodzące się wewnątrz Ziemi, • fale podłużne - najszybsze z fal sejsmicznych (5, 4 km/s), które najwcześniej docierają do epicentrum; drgają w kierunku równoległym do kierunku rozchodzenia się fal; powodują ściskanie i rozciąganie skał, przez które przechodzą; mogą przenosić się również w płynach, w tym także w płynnym jądrze Ziemi, • fale poprzeczne - około dwukrotnie wolniejsze od fal podłużnych (średnio 3,3 km/s); wywołują drgania w płaszczyźnie pionowej lub poziomej, w kierunku prostopadłym do kierunku rozchodzenia się fal; mogą przemieszczać się tylko w skałach (zobacz cień sejsmiczny) • fale powierzchniowe- rozchodzą się po powierzchni Ziemi, od epicentrum trzęsienia; są najbardziej katastrofalne w skutkach, • fale Rayleigha- fale typu grawitacyjnego, ruch cząstek odbywa się po elipsie ustawionej pionowo prostopadłej do kierunku biegu fali, • fale Love'a- (powierzchniowa fala poprzeczna o polaryzacji poziomej) wywołują drgania poziome, prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fal.

5. Homosejstą określa się linię łączącą obszary drgające w tym samym czasie. Wstrząsy ziemi, powodowane przez fale sejsmiczne, podzielić można na ruchy poziome i pionowe. Szczególnie destruktywne są ruchy pionowe, podczas których - w przypadku bardzo dużej intensywności drgań gruntu - budynki mogą zostać nawet wyrzucane w powietrze (przykładem jest zachowanie niektórych konstrukcji w trakcie trzęsienia ziemi w Northridge, w roku 1994). Niszczące są także uderzenia ukośne - szczególnie, jeśli ich przebieg jest niezgodny z dłuższą osią budynku. Ze względu na częstotliwość występowania trzęsień ziemi, na danym terenie wyróżnia się obszary: • sejsmiczne – obszary, na których odczuwalne trzęsienia ziemi są zjawiskiem niemal codziennym; trzęsienia są silne, obszary te znajdują się głównie na granicach płyt litosfery, rzadziej na obszarach wewnątrz płytowych, • pensejsmiczne – obszary, na których silne wstrząsy występują stosunkowo rzadko; trzęsienia są słabe i rzadkie, • asejsmiczne – obszary, na których bardzo rzadko spotykane są umiarkowane wstrząsy sejsmiczne lub wolne od trzęsień. Pokrywają się one z miejscami występowania starych tarcz prekambryjskich.

6. Najtragiczniejsze trzęsienia ziemi na świecie z ostatnich latach: • 11 kwietnia 2011 W Japonii, siła trzęsienia 7,1, liczba ofiar nieznana • 11 marca 2011 W Japonii, siła trzęsienia 9,0, liczba ofiar 11 tys., • 12 maja 2008 W trzęsieniu ziemi o sile 8 w skali Richtera w Syczuanie (Chiny) zginęło 69 tys. ludzi, a 18 tys. uznano za zaginione. 373 tys. osób odniosło wrażenia, • 27 maja 2007 W wyniku trzęsienia ziemi na Jawie (Indonezja) o sile 7,7 w skali Richtera zginęło 5,7 tys. ludzi. Rannych zostało 36,3 tys. ludzi. 340 tys. musiało opuścić domy, • 8 października 2005 Trzęsienie ziemi o sile 7,6 bądź 7,7 w skali Richtera pozbawiło życia 73,5 tys. ludzi w kontrolowanej przez Pakistan części Kaszmiru, ponadto w indyjskim stanie Dżammu i Kaszmir zginęło 1400 osób, • 26 grudnia 2004Co najmniej 300 tys. ludzi zginęło w następstwie trzęsienia ziemi o sile 8,9 w skali Richtera i wywołanej nim fali tsunami w Azji, głównie w Indonezji. • 26 grudnia 2003 W południowym Iranie w mieście Bam zginęło 26 tysięcy ludzi. Siła wstrząsu 6,6 w skali Richtera, • 26 stycznia 2001 Trzęsienie o sile 7,7 w skali Richtera w indyjskim stanie Gudżarat - zginęło do 20 tys. Ludzi, • 17 sierpnia 1999 Północno-zachodnia Turcja - trzęsienie ziemi o sile 7.4 w skali Richtera. 15 613 zabitych i blisko 25 tys. Rannych, • 21 czerwca 1990 Na północy Iranu, w prowincji Gilan, trzęsienie o sile 7,7 w skali Richtera zabiło 40 tysięcy ludzi, • 7 grudnia 1988 Rejon miasta Spitak w Armenii: wstrząs o sile 6,8 w skali Richtera uśmiercił 25 tys. ludzi, • 16 września 1978 Tabas, Iran: ponad 15 tys. zabitych wskutek trzęsienia ziemi o sile 7,7 w skali Richtera, • 28 lipca 1976 Rejon miasta Tangshan w chińskiej prowincji Hebei. 240 tys. zabitych według oficjalnych chińskich danych, 700 tys. zabitych według zagranicznych ekspertów. Było to trzęsienie o sile 8,2 w skali Richtera - pod względem liczby ofiar jedna z najtragiczniejszych katastrof sejsmicznych w dziejach. Trzęsienia ziemi z ostatnich dwóch lat: • 12 stycznia 2010- trzęsienie ziemi na Haiti, skala 7,0, liczba ofiar 222570 • 27 lutego 2010 – trzęsienie w Chile, skala 8,8, liczba ofiar 557 • 14 kwietnia 2010– trzęsienie ziemi w Qinghai, skala 6,9, liczba ofiar 2267 • 22 lutego 2011– trzęsienie ziemi w Canterbury, skala 6,3. Liczba ofiar 165 • 10 marca 2011– trzęsienie ziemi w Chinach, skala 5,8, liczba ofiar 25 • 11 marca 2011 – trzęsienie ziemi w Japonii, skala 9,0, liczba ofiar 11 tys. • 24 marca 2011– trzęsienie ziemi w Birmie, skala 7,0, liczba ofiar 75 • 3 kwietnia 2011 – trzęsienie ziemi Indonezji, skala 6,7, liczba ofiar nieznana • 11 kwietnia 2011– trzęsienie w Japonii, skala 7,1, liczba ofiar nieznana

7. Metody poznania wnętrza Ziemi Tomografia sejsmicznazespół metod obrazowania struktur znajdujących się wewnątrz Ziemi na podstawie pomiaru fal sejsmicznych (akustycznych lub elastycznych). Fale przechodzące lub odbite od granic pomiędzy ośrodkami o różnych właściwościach fizycznych rejestrowane są na powierzchni. Na podstawie takich pomiarów odtwarzana jest struktura wnętrza Ziemi. Terminu tomografia sejsmiczna używa się w odniesieniu do metod obrazowania używanych przy poszukiwaniach złóż mineralnych, w szczególności ropy naftowej, a także do badania struktury skorupy, płaszcza i jądra Ziemi. Wnętrze Ziemi: Nie jesteśmy w stanie czerpać wiedzy na temat budowy wnętrza Ziemi z badań bezpośrednich. Jest to niewykonalne z uwagi na zmieniające się warunki (wysoka temperatura i ciśnienie) wraz z głębokością, które uniemożliwiają nie tylko człowiekowi, ale i urządzeniom mechanicznym właściwe funkcjonowanie w tych warunkach. Odwierty sięgały maksymalnie 13 kilometrów a kopalnie udostępniły skały zalegające tylko do 4000m p.p.m. Jest to za mała głębokość, by poznać całkowite wnętrze Ziemi i jej przekrój. Tymi sposobami człowiek może poznać jedynie 1% budowy wnętrza Ziemi. Naszą wiedzę czerpać możemy jedynie z badań geofizycznych - badanie fal sejsmicznych, zmiany, którym ulega pole magnetyczne i grawitacyjne Ziemi, przewodnictwo elektryczne skał oraz inne właściwości fizyczne panujące we wnętrzu Ziemi. Głównym jednak źródłem są analizy sejsmiczne, badające trzęsienia ziemi i wywołujące je naturalne fale jak i antropogeniczne. Znajomość czasu, miejsca powstawania i momentu dotarcia fal w różne punkty Ziemi, pozwala obliczyć prędkość fali, z jaką powyższa fala wędruje w otchłani ziemskiej. Porównując te prędkości z prędkością rozchodzenia się fal w skałach powierzchniowych, aby określić skład budulcowy powłok ziemskich.

8. Energia wstrząsów sejsmicznych – skale Richtera i Mercalliego Skala Richtera– skala logarytmiczna określająca wielkość trzęsienia ziemi na podstawie amplitudy drgań wstrząsów sejsmicznych, wprowadzona w 1935 roku przez amerykańskich geofizyków Charlesa F. Richtera i Beno Gutenberga. Obecnie używana wyłącznie przez dziennikarzy, z powodu przyzwyczajenia odbiorców i mass mediów. Współczesna sejsmologia do oceny wielkości wstrząsów sejsmicznych wykorzystuje magnitudę, skalibrowaną w taki sposób, by w przedziale typowych trzęsień ziemi (od 3 do 7) pokrywała się ze skalą Richtera. Skala Richtera jest skalą energetyczną, tj. określa energię wyzwoloną w czasie wstrząsu. Każdy kolejny stopień oznacza 10-krotnie większą poziomą amplitudę drgań oraz około 32-krotnie większą energię wyzwoloną (dokładnie , ponieważ 2 stopnie w tej skali, to 1000-krotny wzrost energii), mierzoną w dżulach (J). Zrezygnowano ze stosowania jej, ponieważ do pomiarów konieczny był sejsmograf skonstruowany przez Wooda i Andersona, który nie mierzył poprawnie wstrząsów Silniejszych niż 6,8. Co prawda później Richter i Gutenberg zmodyfikowali swoją skalę, lecz najsilniejsze wstrząsy wciąż się w niej nie mieściły. Z tego względu skala Richtera jest skalą otwartą. Skala Mercalliego(skala Mercalliego-Cancaniego-Sieberga, skala MCS) - 12-stopniowa skala stosowana przy określaniu wielkości trzęsienia ziemi, gdzie intensywność wstrząsu określana jest na podstawie wartości przyspieszenia drgań gruntu, a także opisie skutków trzęsienia na powierzchni Ziemi. W Europie stosuje się obecnie zmodyfikowaną skalę Miedwiediewa-Kárnika-Sponhouera (skalę MKS).

9. Źródło dźwięku Źródło dźwięku- to ciało drgające, którego energia jest dostateczna, aby wywołać w narządzie słuchu, najsłabsze wrażenia słuchowe. Inaczej mówiąc natężenie dźwięków słyszalnych musi przekraczać próg słyszalności.

10. Prędkość dźwięku Prędkość dźwiękuw określonym ośrodku jest prędkością rozchodzenia się w nim zaburzenia mechanicznego. Prędkość dźwięku w substancjach zależy od prędkości przekazywania kolejnym cząsteczkom tej substancji prędkości cząsteczek zwiększonej ciśnieniem dźwięku. Dla małych natężeń dźwięku ta dodatkowa prędkość jest znacznie mniejsza od prędkości ruchu cieplnego cząsteczek, dlatego prędkość dźwięku nie zależy od jego natężenia. W powietrzu w temperaturze 15°C przy normalnym ciśnieniu prędkość rozchodzenia się dźwięku jest równa 340,3 m/s ≈ 1225 km/h. Prędkość ta zmienia się przy zmianie parametrów powietrza. Najważniejszym czynnikiem wpływającym na prędkość dźwięku jest temperatura, w niewielkim stopniu ma wpływ wilgotność powietrza; nie zauważa się, zgodnie z przewidywaniami modelu gazu idealnego, wpływu ciśnienia. Doświadczalna formuła określająca zależność prędkości dźwięku w suchym (wilgotność równa zero) powietrzu dana jest przybliżonym wzorem: • Gdzie: • - prędkość dźwięku, • - temperatura w stopniach Celsjusza (°C). Wzór ten jest przybliżeniem wzoru wynikającego z równania gazu doskonałego: Prędkość rozchodzenia się dźwięku dla różnych ośrodków: • powietrze - 340 m/s • rtęć - 1500 m/s • woda - 1500 m/s • lód - 3300 m/s • beton - 3800 m/s • stal - 5100 m/s - 6000 m/s • aluminium - 6300 m/s • ołów - 2100 m/s • korek - 500 m/s • ebonit - 2400 m/s • szkło - 6000 m/s

11. Ciśnienie akustyczne Ciśnienie akustyczne – zmienne w czasie odchylenie od średniej wartości ciśnienia statycznego panującego w ośrodku, występujące podczas rozchodzenia się w nim fali akustycznej. Ciśnienie akustyczne opisuje natężenie dźwięku i wyraża się w paskalach. Najmniejsze ciśnienie akustyczne, które wywołuje u człowieka wrażenie słuchowe wynosi 2·10-5 Pa. Jest to ciśnienie odniesienia, oznaczane p0. Ponieważ słuch ludzki reaguje na bodźce w sposób logarytmiczny, ciśnienie akustyczne wyraża się często w skali logarytmicznej (w decybelach). Poziom ciśnienia akustycznego to logarytm stosunku ciśnienia zmierzonego p1 do ciśnienia odniesienia, określony wzorem: Często spotykany zapis: choć prawidłowy z matematycznego punktu widzenia, jest niezgodny z definicją poziomu wyrażanego w decybelach. Ciśnienie akustyczne p jest też związane zależnościami: Z - Oporność falowa w Pa·s/m v - prędkość cząsteczek w m/s J - natężenie dźwięku w W/m2 Wykres przedstawiający ciśnienie akustyczne na tle ciśnienia atmosferycznego

12. Spadek ciśnienia akustycznego dźwięku w pomieszczeniu Wartość ciśnienia akustycznego fali sinusoidalnejemitowanej przez punktowe źródło dźwięku wyraża się wzorem: gdzie: – odległość od źródła dźwięku – amplituda ciśnienia akustycznego – gęstość ośrodka – prędkość rozchodzenia się fali akustycznej. Wynika stąd, że ciśnienie akustyczne jest odwrotnie proporcjonalne do odległości od źródła. Podwojeniu odległości od źródła odpowiada, więc dwukrotny spadek ciśnienia. Rozkład poziomu ciśnienia akustycznego w Obecność powierzchni odbijających w pomieszczeniach sprawia, funkcji odległości od źródła z zaznaczonymi że prawo odwrotnej proporcjonalności nie jest spełnione, a pole swobodne strefami pola akustycznego może istnieć tylko w niewielkiej odległości od źródła. W polu bliskim występują duże fluktuacje ciśnienia akustycznego w funkcji położenia punktu pomiarowego, a ich zakres maleje ze wzrostem odległości od źródła. Wielkość obszaru pola bliskiego zależy od częstotliwości, rozmiarów źródła i stosunków fazowych jego powierzchni promieniujących. W przypadku pola swobodnego energetycznie dominującą składowa pola jest fala biegnąca bezpośrednio ze źródła dźwięku, której poziom zmniejsza się o 6 dB na każde podwojenie odległości. Odległość, w której moc fali bezpośredniej równa jest mocy fal odbitych, nosi nazwę odległości granicznej. W obszarze pola pogłosowego występują fluktuacje ciśnienia akustycznego wynikające z interferencji fali bezpośredniej i fal odbitych. Wartość ciśnienia akustycznego zmienia się nieznacznie z odległością od źródła. W granicznym przypadku, gdy pole pogłosowe wypełnia cała objętość pomieszczenia, ciśnienie nie zależy od odległości od źródła i jest stałe w każdym punkcie pomieszczenia.

13. Fale dźwiękowe Fale dźwiękowenależą do podłużnych fal mechanicznych. Ich propagacja polega na rozchodzeniu się drgań cząsteczek ośrodka wzdłuż prostej, która pokrywa się z kierunkiem rozchodzenia się fali. Dzięki dążeniu ośrodka sprężystego do stanu równowagi takie lokalne sprężenie powoduje rozprężenie w sąsiedztwie. W kolejnych położeniach pojawiają się następne sprężenia i rozprężenia. I tak rozchodzi się fala dźwiękowa. Dźwięki mogą rozchodzić się zarówno w gazach jak i w cieczach i ciałach stałych. Rozchodzące się zaburzenie prowadzi do wytworzenia wrażenia słuchowego. Zakres częstości słyszalnych to wartości od około 16 lub 20 Hz do 20000Hz. Podłużne fale mechaniczne o częstościach wyższych to tzw. ultradźwięki a o częstościach niższych to infradźwięki. 

14. Subiektywne cechy dźwięku:  • Barwa- jest cechą na podstawie, której ucho rozróżnia dwa dźwięki o tej samej wysokości i głośności, a pochodzące z różnych źródeł. Cechą obiektywną odpowiedzialną za barwę jest widmo. Ucho dokonuje analizy harmonicznej dźwięków. • Wysokość dźwięku - jest funkcją częstości drgań. Zdolność bezwzględnej oceny wysokości dźwięku to słuch absolutny. Większość ludzi potrafi tylko ocenić prawidłowo równość stosunku częstości dwu drgań, czyli interwał - słuch relatywny. • Głośność- zależy od natężenia fali akustycznej i od czułości ucha na dźwięki o różnej częstości drgań, czyli charakteryzuje subiektywne odczuwanie natężenia dźwięku.

15. Postrzeganie dźwięku przez człowieka – słyszenie kierunkowe (przestrzenne) Zdolność do przyjmowania dużej ilości wrażeń słuchowych w krótkim czasie wynika z psychofizjologicznych własności człowieka. Do aparatu słuchowego bez przerwy dociera ogromna liczba dźwięków: w ciągu 1 sekundy organizm przyjmuje 109 bitów informacji. Wrażenia słuchowe nie są jednak wyłącznie wynikiem biernego odbioru bodźców zewnętrznych, lecz są dodatkowo uwarunkowane cechami charakterologicznymi obserwatora, jego doświadczeniem słuchowym oraz procesami aktualnie zachodzącymi wewnątrz jego organizmu. Zmienność tych warunków tłumaczy różnice wrażeniowe w odbiorze tych samych bodźców akustycznych przez różnych słuchaczy oraz wyjaśnia, dlaczego ten sam słuchacz postawiony dwukrotnie wobec tej samej sytuacji dźwiękowej może odbierać różne wrażenia słuchowe. Badania nad postrzeganiem dźwięku wchodzą w zakres problematyki percepcji. Problemami tymi zajmuje się Krystyna Danecka-Szopowa z Akademii Muzycznej w Warszawie. W artykule zatytułowanym: "Podstawowe wymiary psychologiczne dźwięku" pisze: "Dźwięk spostrzegany jest, jako przedmiot, wyodrębniony z otoczenia. Dźwięk jest akustycznie złożoną strukturą, może być jednak w pewnych warunkach postrzegany, jako zjawisko proste. Dzieje się tak najczęściej w spostrzeżeniach osób bez przygotowania muzycznego. Muzycy mają możliwość wielorakiej percepcji dźwięku. Spostrzegają go: • jako całość, globalnie, • jako całość złożoną z wielu współczynników, • skupiają się na jakimś wybranym współczynniku, np. wysokości, • spostrzegają kilka współczynników jednocześnie, np. wysokość, barwę i dynamikę. Wnioski te dotyczą spostrzegania pojedynczego dźwięku w warunkach eksperymentalnych. U muzyków na skutek praktyki muzycznej wytwarza się bardzo ostre ujmowanie poszczególnych współczynników dźwięku, czyli wykształcają się jasne i wyraźne wrażenia słuchowe. Na tym poziomie dołączają się do wrażeń, jakości emocjonalne, zabarwiając je w charakterystyczny sposób, co ma zasadnicze znaczenie dla strony wyrazowej muzyki".

16. Fala uderzeniowa Fala uderzeniowa– cienka warstwa, w której następuje gwałtowny wzrost ciśnienia gazu, rozchodząca się szybciej niż dźwięk. Fale uderzeniowe powstają podczas silnego wybuchu, ruchu ciała z prędkością ponaddźwiękową (np. samolot). W powietrzu przelotowi intensywnej fali uderzeniowej w bliskiej odległości od źródła, towarzyszy wytworzenie charakterystycznej mgiełki, zjawisko to jest zauważalne gołym okiem przy wybuchu ładunków MW o masie >0,5kg i średniej sile (TNT) lub w bezpośrednim USS Iowa (BB-61) strzela pełną salwą burtową w czasie manewrów otoczeniu samolotu poruszającego się z prędkością w pobliżu wyspy Vieques Portoryko) 1 lipca 1984 – obserwowane Naddźwiękową fale na powierzchni oceanu. Powstawanie fali uderzeniowej Gdy w gazie porusza się ciało to nadaje ono cząsteczkom zderzającym się z nim dodatkową prędkość. Jeżeli prędkość tego ciała jest mniejsza od średniej prędkości cząsteczek gazu, to cząsteczki przekazują sobie w wyniku zderzeń pęd, po zderzeniu powracają i zderzają się cząsteczkami z drugiej strony. Rozchodzące się w ten sposób zaburzenie jest obserwowane, jako dźwięk. Jeżeli ciało ma prędkość większą od średniej prędkości cząsteczek gazu, to cząsteczki nie "nadążają z przekazywaniem" energii poprzedzającym je cząsteczkom, powstaje obszar, w którym gwałtownie rośnie prędkość cząsteczek (szczególnie w jednym kierunku), co odpowiada wzrostowi ciśnienia. Gdy ciało przestanie gwałtownie się poruszać, następuje gwałtowny spadek ciśnienia. Jeżeli czynnik wywołujący falę trwa długo wywołuje ruch gazu w kierunku rozchodzenia się fali (podmuch). Po ustaniu przyczyny, fala uderzeniowa rozchodząc się szybko zanika, wywołując wzrost temperatury ośrodka, w którym się rozchodzi (np. powietrza). Po zwolnieniu do prędkości poddźwiękowej staje się zwykłą falą dźwiękową o dużej amplitudzie. Silne fale dźwiękowe, słyszalne, jako grzmot, lub też fale powstałe w wyniku uderzenia, niekiedy bywają mylnie nazywane falami uderzeniowymi.

17. Samolot naddźwiękowy Samolot ponaddźwiękowy, jeżeli jest w stanie praktycznie przekroczyć prędkość dźwięku wynoszącą Mach 1. Samoloty ponaddźwiękowe zwykle wyraźnie różnią się konstrukcją od samolotów poddźwiękowych. Rzuca się w oczy profil skrzydeł, które w samolotach naddźwiękowych MiG-25 są pod dużym kątem w stosunku do kadłuba i mają stosunkowo mniejszą siłę nośną. Przekroczenie prędkości dźwięku jest kłopotliwe. T towarzyszy temu wyraźny wzrost oporu ruchu, N nazywany barierą dźwięku. Samolot poruszający się z prędkością ponaddźwiękową wytwarza grom dźwiękowy, potężną falę uderzeniową. Concorde

18. Transport naddźwiękowy- cywilny samolot naddźwiękowy zaprojektowany do przewożenia pasażerów z prędkościami przekraczającymi prędkość dźwięku. Jedynymi samolotami odbywającymi regularne loty był angielsko-francuski Concorde oraz sowiecki Tu-144. Ostatni lot pasażerski Tupolewa miał miejsce w czerwcu 1978 roku, a Concorde'a 26 listopada 2003 roku. Na chwilę obecną (2010 rok) żaden samolot nie wykonuje lotów komercyjnych. Tu-144

19. Rezonans Rezonans – zjawisko fizyczne zachodzące dla drgań wymuszonych, objawiające się pochłanianiem energii poprzez wykonywanie drgań o dużej amplitudzie przez układ drgający dla określonych częstotliwości drgań. Drgania harmoniczne tłumione  Drgania harmoniczne tłumione występują dla wymuszonego oscylatora harmonicznego tłumionego, czyli drgań o jednym stopniu swobody, tłumionych i wymuszonych. Przy tłumieniu i wymuszaniu nie zmieniającym się w czasie układ dochodzi do drgań z częstotliwością wymuszającą i stałą amplitudą. Taka sytuacja zwana jest stanem stacjonarnym. Zależność amplitudy drgań od częstotliwość i dla różnych współczynników tłumienia

20. Stan stacjonarny Dla drgań wymuszonych w stanie stacjonarnym układ drgający pobiera i rozprasza średnio moc równą: gdzie: – rozpraszana moc, – moc rozpraszana dla , – częstość drgań wymuszających, – częstość drgań własnych oscylatora, – współczynnik tłumienia. Przedział częstości dla której moc rozpraszana jest równa połowie mocy z maksimum jest nazywana szerokością rezonansu i jest równa odwrotności czasu zaniku (czasu życia) drgań: Zależność ta oznacza, że dla drgań słabo tłumionych krzywa rezonansowa jest wysoka i wąska, dla drgań silnie tłumionych niska i szeroka. Zależność ta umożliwia też określenie współczynnika tłumienia obwodu rezonansowego na podstawie obserwacji szerokości krzywej rezonansowej. Zależność kwadratu amplitudy, energia oscylacji wyrażają się podobnym wzorem i są proporcjonalne do : Amplituda tych drgań zależy od częstości drgań wymuszających . Gdy jest bliskie częstotliwości drgań własnych oscylatora , to amplituda rośnie i osiąga maksimum dla częstości drgań własnych zwanych częstością rezonansową. Zjawisko to nazywa się rezonansem amplitudy. Podobnie można mówić o rezonansie mocy, gdy energia pobierana przez układ drgający, a dostarczana przez oscylującą siłę zewnętrzną, osiąga maksimum .

21. Opis matematyczny  Niech siła wymuszająca będzie dana wzorem Wtedy: Rozwiązaniem tego równania jest: gdzie: - amplituda siły wymuszającej, - częstotliwość drgań własnych układu bez tłumienia, - częstotliwość rezonansowa

22. Obrazowanie rezonansu magnetycznego Obrazowanie rezonansu magnetycznego– nieinwazyjna metoda uzyskiwania obrazów odpowiadających przekrojowi przez określoną strukturę ciała żyjącego człowieka. Ma ogromne zastosowanie w medycynie, gdzie jest jedną z technik tomografii, która służy diagnostyce i ukazaniu prawidłowości, bądź nieprawidłowości w zakresie tkanek i narządów. Metoda ta jest również z powodzeniem wykorzystywana w badaniach naukowych wszędzie tam, gdzie istnieje potrzeba uzyskania danych anatomicznych żyjącego człowieka. Obrazowanie rezonansem magnetycznym opiera się na zjawisku jądrowego rezonansu magnetycznego, który był wcześniej i jest nadal z powodzeniem stosowany w spektroskopii jądrowego rezonansu magnetycznego w laboratoriach fizycznych i chemicznych. W istocie obrazowanie rezonansem magnetycznym jest tomografią z zastosowaniem spektroskopii rezonansu magnetycznego dla jąder atomów wodoru zawartych w cząsteczkach wody. Woda znajduje się we wszystkich miękkich tkankach ludzkich, jednak w różnych proporcjach w stosunku do innych związków chemicznych. Powoduje to dające się zarejestrować zmiany sygnału emisji rezonansowej pochodzących z atomów wodoru obecnych w cząsteczkach wody, zawartych w tych tkankach. • Angiografia rezonansu • M magnetycznego. • ] Skan fMRI przedstawiający obszary zaktywowane • na pomarańczowo, w tym pierwotną korę wzrokową.

23. Bezpieczeństwo  Zagrożenia Jeśli pacjent otrzymuje środek cieniujący, istnieje niewielkie ryzyko wystąpienia reakcji alergicznej. Ale jest ono mniejsze niż w wypadku substancji kontrastowych zawierających jod i powszechnie stosowanych podczas zdjęć rentgenowskich oraz tomografii komputerowej. Poza tym nie stwierdzono innych zagrożeń dla zdrowia pacjenta. Ponieważ jednak badanie to wiąże się z oddziaływaniem silnego pola magnetycznego, może nie być wskazane u tych, którym wszczepiono różnego rodzaju aparaty lub metalowe implanty. Korzyści Obrazowanie za pomocą rezonansu magnetycznego nie wymaga użycia potencjalnie szkodliwego promieniowania rentgenowskiego i jest szczególnie przydatne do wykrywania zmian chorobowych w tkankach, zwłaszcza zasłoniętych kośćmi. Zastosowania pozamedyczne  Poza medycyną spektroskopia rezonansu magnetycznego może być wykorzystywana na przykład przez służby celne do wykrywania kokainy rozpuszczonej w alkoholu bez otwierania butelek. Technologia ta została opracowana przez Swiss Federal Institute of Technology w Lozannie.

24. Rezonans mechaniczny Rezonans mechanicznyto zjawisko polegające na przepływie energii pomiędzy kilkoma (najczęściej dwoma) układami drgającymi. Warunkami koniecznymi do zajścia rezonansu mechanicznego są: • jednakowa lub zbliżona częstotliwość drgań własnych (lub swobodnych) układów, • istnienie mechanicznego połączenia między układami. Przykładem układu, w którym występuje rezonans mechaniczny słabo tłumiony, jest układ wahadeł sprzężonych. Zjawisko to zachodzi gdy częstotliwość siły wymuszającej zbliża się do częstości drgań własnych. Gdy siła wymuszająca drgania działa na drgające ciało z odpowiednią częstotliwością, to amplituda drgań może osiągnąć bardzo dużą wartość nawet przy niewielkiej sile wymuszającej. Ze zjawiskiem rezonansu spotykamy się jadąc np. autobusem. Przy pewnej prędkości kątowej obrotów silnika, szyby lub niektóre części karoserii zaczynają silnie drgać. Rezonans ma decydujące znaczenie dla procesu powstawania i wzmacniania dźwięku w instrumentach muzycznychnp.: Wykorzystany jest w akustyce poprzez stosowanie pudeł rezonansowych w instrumentach muzycznych, np. w gitarze. Gdy uderzymy strunę gitary, do pudła rezonansowego dochodzą drgania wytwarzane przez uderzoną strunę. W pudle rezonansowym powstają fale stojące o częstotliwościach drgań struny będące składowym harmonicznym częstotliwości podstawowej wytworzonej przez strunę. Składowe o różnych częstotliwościach zostają wzmocnione w różnym stopniu nadając ostatecznie charakterystyczną barwę dźwiękowi danego instrumentu.

25. Rezonans elektryczny Obwód rezonansowyjest obwodemelektrycznym, składającym się z kondensatora i cewki. W obwodzie tym zachodzi rezonans prądów (w równoległym) lub napięć (w szeregowym). Rysunek po prawej stronie pokazuje schemat obwodów rezonansowych: szeregowego i równoległego. Kondensator i cewka są biernymi elementami obwodu elektrycznego, które charakteryzują się między innymi opornością zależną od częstotliwości i przesunięciem fazowym pomiędzy napięciem i prądem równym 90°, z tym, że dla cewki impedancja rośnie ze wzrostem częstotliwości, a dla kondensatora maleje, oraz przeciwnym znakiem przesunięcia fazy. W stanie rezonansu prąd i napięcie na zacisku obwodu rezonansowego są zgodne w fazie, a wypadkowa moc bierna pobierana przez obwód jest równa zeru. Obwody rezonansowe znajdują szerokie zastosowania w radiotechnice, dzięki faworyzowaniu jednej częstotliwości używane są jako filtry selektywne (środkowoprzepustowe) do wydzielania jednej, odbieranej częstotliwości spośród wszystkich dochodzących z anten

26. Rezonans napięć Impedancja obwodu szeregowego złożonego z cewki i kondensatora wynosi: Gdzie: Z - impedancja zastępcza obwodu złożonego z cewki i kondensatora j - jednostka urojona XL reaktancja cewki XC - reaktancja kondensatora XL-XC - reaktancja wypadkowa Rezonans napięć następuje wtedy, gdy reaktancje cewki XL i kondensatora XC są sobie równe co do wartości bezwzględnej, (XL = -XC). Gdy cewka i kondensator połączone są szeregowo i zasilane prądem przemiennym I, to w elementach tych występuje spadek napięcia: UC na kondensatorze, a UL na cewce. Ponieważ kierunki przesunięcia faz napięcia względem prądu są przeciwne, to napięcia te znoszą się wzajemnie. Dla pewnej określonej częstotliwości, gdy napięcie na cewce zrówna się z napięciem na kondensatorze to napięcia te zniosą się zupełnie - zachodzi dla tej częstotliwości rezonans napięć. Szeregowy obwód rezonansowy ma dla tej częstotliwości zerową reaktancję, gdyż dla każdej wartości natężenia prądu I' napięcie U jest równe 0 (napięcie na cewce i na kondensatorze są różne od zera i mogą osiągać bardzo duże wartości). Częstotliwość rezonansowa Częstotliwość rezonansową obwodu LC określa wzór Thomsona: Gdzie: f - częstotliwość obwodu w hercach L - indukcyjność cewki w henrach C - pojemność kondensatora w faradach ω - częstość kołowa w radianach/sekundę.

27. Rezonans prądów Rezonans prądów następuje wtedy gdy susceptancja układu równa się zero. Susceptancję poszczególnych gałęzi obwodu (susceptancja pojemnościowa i susceptancja indukcyjna) są sobie równe: BL = BC Gdy układ taki zasilany jest napięciem zmiennym U, to popłyną przez elementy prądy: IC przez kondensator, a IL przez cewkę. Ponieważ prądy te mają przeciwne fazy to znoszą się wzajemnie i sumaryczny prąd I jest mniejszy od sumy prądów IC i IL. Dla pewnej częstotliwości, gdy prąd cewki równa się prądowi kondensatora prądy te zniosą się zupełnie i prąd I będzie równy zeru - zachodzi rezonans prądów, a obwód rezonansowy przestaje pobierać prąd ze źródła - staje się przerwą w obwodzie, czyli ma nieskończenie dużą oporność (prądy w kondensatorze i cewce nie są jednak równe zeru i mogą osiągać duże wartości).

28. Niszczycielska siła rezonansu Dla budujących różne maszyny, dla budynków drgania oraz rezonans stanowią na ogół kłopoty. Wibracje są przede wszystkim niebezpieczne dla wiszących mostów. Gdy wieje Wiatr albo rytm kroków ludzi chodzących po moście jest w stanie doprowadzić do rezonansu oraz drgań o groźnej amplitudzie. Było kilka przykładów takich zdarzeń w naszej historii. Najgłośniejszym jest przypadek mostu Tacoma Narrows Bridge. Jego podstawowe Przęsło posiadało 853m długości oraz zaledwie 12m szerokości. W czasie słabych wiatrów most falował, powodując w związku z tym mocne wrażenia kierowcom. 7 listopada 1940r., zaledwie cztery miesiące po otwarciu, kąt oraz prędkość wiatru dokładnie zgrały się z częstotliwością mostu powodując rozhuśtanie go na tyle mocno, by chodnik po prawej stronie przemieścił się o 8,5m wyżej aniżeli ten po lewej. W czasie paru godzin most zawalił się do wody. Najśmieszniejsze jest to, iż niedaleko mostu, kilkanaście godzin jeszcze po jego runięciu, widniała reklama jednego z banków, który reklamował się, iż jest stabilny jak Tacoma Bridge. Nie tylko w świecie utworzonym przez człowieka rezonans jest groźny. Lawinę jest w stanie spowodować niewielka nawet wibracja cząstek powietrza. W związku z tym nawet krzyczenie w górach zagrożone jest śnieżną katastrofą, którą już wiele osób odczuło na własnej skórze. Drgania dochodzące z środka Ziemi stale absorbują naszą planetę. Większa część z nich na ogół jest nieszkodliwa, ale czasami jednak (głównie w miejscach o wyższej aktywności sejsmicznej) występują trzęsienia ziemi. Wibracje skalnej skorupy naszej planety powodują fale sejsmiczne. Obszary, gdzie tworzą się, skąd się rozchodzą, nazywane są ogniskiem Trzęsienia. Ponad nim na powierzchni Ziemi jest epicentrum. W strefie tej wstrząsy są najwcześniej zauważane oraz są najsilniejsze.

29. Drgania to zjawisko bardzo rozpowszechnione, nie tylko w makro, ale również w mikroświecie. Mimo drgań akustyczny są także drgania pola elektromagnetycznego, dzięki którym mamy np. ewentualność słuchania radia. Sejsmografowi prześledzą drgania Ziemi, które są w stanie spowodować groźne w skutkach trzęsienia ziemi. Astronomowie oglądają wibracje na powierzchni Słońca, pojawiające się na nim co parę minut, spowodowane falami dźwiękowymi. Ogrzewanie ciała stałego dla fizyka to po prostu wprawianie jego cząsteczek w coraz większe drgania. Kilkanaście miesięcy temu stworzono teorię, która tłumaczy prawa, kierujące naszym światem. Według niej, wszystko jest skonstruowane z małych drgających strun. Most Tacoma Narrows Bridge

30. Fala stojąca Fala stojąca— fala, której pozycja w przestrzeni pozostaje niezmienna. Fala stojąca może zostać wytworzona w ośrodku poruszającym się względem obserwatora lub w przypadku interferencji dwóch fal poruszających się w takim samym kierunku, ale mających przeciwne zwroty. Fala stojąca to w istocie drgania ośrodka nazywane też drganiami normalnymi. Idealna fala stojąca nie jest, więc falą - drgania się nie propagują. Miejsca gdzie amplituda fali osiąga maksima nazywane są strzałkami, zaś te, w których amplituda jest zawsze zerowa węzłami fali stojącej. Rysunek przedstawia idealną (zupełną) falę stojącą. W przypadkach rzeczywistych zwykle porusza się ona tam i z powrotem w ograniczonym obszarze przestrzeni (niezupełna fala stojąca). Fala biegnąca (lub fala bieżąca) jest to fala, która porusza się - nie jest falą stojącą. Przykładem fali stojącej w poruszającym się ośrodku są fale atmosferyczne powstające w powietrzu przy odpowiednich warunkach meteorologicznych po zawietrznej stronie łańcuchów górskich. Tego typu fale często są wykorzystywane przez pilotów szybowców.

31. Znaczenie zjawiska Zjawisko powstawania fali stojącej wykorzystywana jest w urządzeniach wytwarzających drgania, w celu wzmacniania fal o określonej częstotliwości (wnęka rezonansowa, pudło rezonansowe) w instrumentach muzycznych (piszczałki w organach), technice fal radiowych i mikrofalowych. Fala stojąca powstaje też poprzez odbijanie się sygnału przesyłanego w linii przesyłowej i stanowi zjawisko utrudniające przesyłanie sygnałów, dla linii takich określa się „współczynnik fali stojącej” określający stosunek amplitudy fali stojącej powstającej w linii przesyłowej do amplitudy fali przesyłanej. Powstaje też w rezonatorze lasera, gdzie fala odbija się od zwierciadła na końcu rezonatora i interferuje z falą padającą tworząc falę stojącą. Linia Lechera z 1902 roku, przyrząd służący do wytwarzania stojącej fali radiowej pomiędzy dwoma przewodami

32. Podział instrumentów ze względu na źródło dźwięku: • Instrumenty strunowe, inaczej chordofony. Źródłem dźwięku jest w nich drgająca struna. • Smyczkowe: skrzypce, altówka, wiolonczela, kontrabas i ich odmiany • Szarpane: harfa, lutnia, lira, mandolina, gitara, cytra, klawesyn itp. • Młoteczkowe: fortepian, pianino, cymbały węgierskie Skrzypce • Instrumenty dęte,inaczej aerofony. Źródłem dźwięku jest w nich drgający słup powietrza. • Dęte drewniane: flet klarnet, obój, fagot, saksofon i ich odmiany • Dęte blaszane: trąbka, róg, puzon, tuba itp. • Dęte klawiszowe: organy, fisharmonia Trąbka

33. Perkusyjne, źródłem dźwięku jest drganie korpusu lub całego instrumentu. • Błonowe, inaczej membranofony. • kotły - dają dźwięk o określonej wysokości. • bębny (wielki, mały tamburyn) - wydają dźwięki (szmery) o nieokreślonej wysokości. • samobrzmiące, inaczej idiofony, gdzie instrument jest źródłem dźwięku. Np. talerze, trójkąt, kołatki, dzwonki itp. Perkusja

34. Elektroniczne instrumenty muzyczne- grupa instrumentów muzycznych należąca do elektrofonów, w których dźwięk powstaje w drodze syntezy i dociera do słuchacza przez przetwornik elektroakustyczny. Sposób kontroli instrumentu jest bez znaczenia dla tej klasyfikacji. Choć matematyczne modele syntezy dźwięku przez łączenie składowych harmonicznych znane były od dawna, ich techniczna realizacja nastręczała problemów. Do początku lat 60. jedynym znanym sposobem syntezy przebiegów akustycznych, z wykorzystaniem elektroniki, były lampowe oscylatory RLC. Ich rozmiary, zużycie energii, emisja ciepła i pola elektromagnetycznego utrudniały techniczną realizację elektronicznej syntezy dźwięków na większą skalę. Dopiero odkrycie półprzewodników i proces miniaturyzacji elementów wykonanych na ich bazie, z układami Scalonymi włącznie, dało takie możliwości. Od początku lat 60. na rynku zaczęły pojawiać się coraz mniejsze, sprawniejsze i tańsze instrumenty dające olbrzymie możliwości kształtowania dźwięków. Pod koniec lat 70. wraz z rozwojem techniki cyfrowej, analogowa synteza dźwięku została prawie całkiem wyparta Przez cyfrową. Od tego czasu instrumenty elektroniczne stały się jeszcze łatwiej dostępne. Wśród współczesnych instrumentów elektronicznych do niedawna potocznie stosowano podział na syntezatory i samplery, lecz obecnie, wskutek łączenia różnych rodzajów syntezy, nie jest on jednoznaczny. Instrumenty elektroniczne często sterowane są przez sekwencer zamiast muzyka. W dobie powszechnego wykorzystywania komputerów do produkcji muzyki powstał nowy rodzaj instrumentów elektronicznych - instrumenty wirtualne, czyli programy działające pod kontrolą sekwencerów pełniąc rolę instrumentów muzycznych. Gitara elektryczna Skrzypce elektryczne

35. Strojenie fortepianutemperacji systemem kwartowo-kwintowym. Temperacja to zakres dźwięków od a do a1.   • a – od kamertonu • a – a1 – oktawa w górę • a – d1 – kwarta w górę • a – e1 – kwinta w górę • e1 – h – kwarta w dół • h – fis1 – kwinta w górę • fis1 – cis1 – kwarta w dół • cis1 – gis1 – kwinta w górę • gis1 – dis1 – kwarta w dół • dis1 – b – kwarta w dół • b – f1 – kwinta w górę • f1 – c1 – kwarta w dół • c1 – g1 – kwinta w górę. Każda kwinta i kwarta musi posiadać odpowiednią częstotliwość dudnień (dudnienie ma tym mniejszą częstotliwość, im niżej położone dźwięki danego interwału); używając systemu równomiernie temperowanego, nie uzyskuje się przy tym idealnie czystych kwint i kwart, co ma znaczenie fizjologiczne. Dźwięki poszczególnych strun dla jednego dźwięku (zależnie od wysokości dźwięku 1-3 struny, w niektórych instrumentach 4) stroi się osobno, pozostałe struny tłumiąc za pomocą klina gumowego lub drewnianego. Resztę dźwięków stroi się w oktawach od temperacji. Strojenie fortepianu jest dosyć trudne, stąd też w zasadzie powinno być przeprowadzone przez fachowca – stroiciela. Fortepian i pianino (w przeciwieństwie do np. skrzypiec) charakteryzuje się stosunkowo dużą stabilnością stroju i wymaga strojenia jedynie od czasu do czasu (przeciętnie raz lub dwa razy w roku). Strojenie coraz częściej wspomaga się urządzeniami elektronicznymi - tunerami (nie sprawdzają się przy tym najprostsze modele). Zestaw do strojenia pianin i fortepianów - od lewej: kamerton, klin do tłumienia niestrojonych strun, klucz.

36. Głos ludzki Głos ludzki– wibracje wytwarzane przez struny głosowe człowieka (dźwięki o określonej częstotliwości). Fałdy głosowe w połączeniu z m.in. zębami, językiem i ustami mogą wytworzyć szerokie spektrum dźwięków, umożliwiając całkowitą zmianę znaczenia wypowiedzi poprzez manipulację tonu lub akcentowanie pojedynczych części. Ton głosu może sugerować, że wypowiedź jest pytaniem, nawet, jeśli nie wynika to z formy gramatycznej oraz zdradzać uczucia, takie jak gniew, szczęście, smutek. Ton głosu może oznaczać, w jakim stopniu mówiącemu na czymś zależy, jak jest do czegoś nastawiony. Na przykład, słowa "przykro mi" zależnie od tonu może oznaczać zarówno skruchę lub żal, jak ironię czy obojętność. Pojmowany, jako instrument muzyczny, ludzki aparat głosowy jest uważany za najdoskonalszy instrument dęty. Powstawanie dźwięku w fałdach głosowych Więzadła głosowe mają różną długość u kobiet i mężczyzn. U mężczyzn są na ogół dłuższe (niższa barwa głosu) - od 17do 25 mm. Kobiety, jako zazwyczaj mniej umięśnione, mają także odpowiednio krótsze fałdy głosowe (długości 12-17 mm). Więzadła głosowe znajdują się powyżej tchawicy. Pożywienie nie przechodzi przez nie - reguluje to nagłośnia, automatycznie blokując drogi oddechowe przy przełykaniu. Gdy jedzenie dostanie się do tchawicy, powoduje duszenie się. Więzadła głosowe znajdują się w krtani. Są przytwierdzone od strony rdzenia kręgowego do wyrostków głosowych znajdujących się na parzystych chrząstkach nalewkowatych, a z drugiej do chrząstki tarczowatej. Składają się głównie z nabłonka, ale fałdy głosowe, znajdujące się najniżej chrząstki tarczowatej zawierają włókna mięśniowe. Więzadła głosowe nie są połączone, tworzą dziurę szparę głośni. Gdy szpara jest szeroka, powietrze przepływa swobodnie, gdy zaś jest zwężona, powietrze opływa fałdy głosowe, powodując ich drganie (wytwarzanie dźwięku). Wysokość głosu zależy od napięcia fałd głosowych, a głośność od szybkości przepływu powietrza. Różnice w budowie fałd głosowych powodują różne brzmienie głosu u poszczególnych osób, także w obrębie tej samej płci.

37. Modyfikowanie głosu Ludzki głos jest w istocie złożonym instrumentem. Może być modyfikowany poprzez zmianę napięcia fałd głosowych, zmianę ilości przepływającego powietrza, a także kształt klatki piersiowej, szyi, ułożenie języka. Wpływa to na ton i barwę dźwięku. Uzyskanie naturalnej emisji głosu, świadome poszerzenie jego skali, zwiększenie siły głosu, wykształcenie jego barwy można osiągnąć poprzez impostację głosu. Wady głosu Jest wiele powodów wad głosu m.in. wady wymowy, uszkodzenia fałd głosowych. Długie mówienie może spowodować przemęczenie narządów mowy. Leczeniem chorób i wad narządów mowy zajmuje się foniatria. Skala głosu ludzkiego Skala głosu ludzkiego jest to zakres dźwięków wytwarzanych przez głos ludzki. Skala głosu różni się w zależności od wieku człowieka (dzieci, młodzież, dorośli), płci oraz od rodzaju głosu, jakim dysponuje konkretna osoba. Przeciętnie skala dorosłego człowieka wynosi 1,5 oktawy. U osób ćwiczących śpiew skala głosu rozszerza się od 2 do 3 oktaw.

38. Aparat mowy Aparat mowyto narządy biorące udział w tworzeniu dźwięków ludzkiej mowy. Narządy te stanowią część układu oddechowego i jako takie nie są specyficzne tylko dla człowieka. Budowa narządów, które uczestniczą w tworzeniu dźwięków, jest u innych naczelnych bardzo podobna i nie wyjaśnia sama w sobie zjawiska wykształcenia się mowy u człowieka. Budowa aparatu mowy W budowie aparatu mowy można wyróżnić trzy grupy narządów: • aparat oddechowy, • aparat fonacyjny, • aparat artykulacyjny.

39. Ułożenie wiązadeł (fałd głosowych) odgrywa zasadniczą rolę tak w procesie oddychania jak i mówienia. Podczas spokojnego oddychania wiązadła są rozsunięte (E), powietrze swobodnie przepływa. Z podobną sytuacją mamy do czynienia w czasie artykulacji bezdźwięcznych elementów mowy. W czasie wymawiania dźwięcznych głosek wiązadła na przemian zwierają się (A) i rozwierają się pod naporem wydychanego powietrza. Powietrze pokonując opór stawiany przez wiązadła zaczyna drgać (efekt Bernoulliego). Obserwowana gołym okiem szpara pomiędzy fałdami głosowymi (B) jest w istocie złudzeniem optycznym spowodowanym bezwładnością oka, które nie jest w stanie zaobserwować szybko następujących po sobie faz zamykania i otwarcia. Aparat artykulacyjny Aparat artykulacyjny składa się z narządów, które modyfikują strumień powietrza i obejmuje wszystkie narządy jam przewodu oddechowego znajdujące się ponad nagłośnią (wejściem do krtani). Trzy jamy ponad krtaniowe – jamę nosową, jamę gardłową i jamę ustna – określa się mianem tzw. nasady. Narządy znajdujące się w nasadzie, zwane artykulatorami, można podzielić na ruchome i nieruchome. Najważniejsze ruchome narządy to wargi, język, podniebienie miękkie z języczkiem oraz żuchwa, zaś nieruchome to przede wszystkim zęby, dziąsła i podniebienie twarde. Ustawienie artykulatorów decyduje o barwie odbieranej przez nas głoski. Schematyczne położenie wiązadeł głosowych i chrząstek nalewkowych A: przy całkowitym zamknięciu, B: podczas artykulacji dźwięcznych elementów mowy, C: w czasie szeptu, D: przy chuchaniu, E: podczas spokojnego oddychania lub w czasie spoczynku, F: w czasie głębokiego oddychania

40. Ciało człowieka, jako rezonator - dźwięk w krtani Powietrze wydychane z płuc wprawia w ruch znajdujące się po obu stronach krtani fałdy głosowe, popularnie zwane strunami. Tak powstaje dźwięk. W początkowej fazie wydechu fałdy przywierają do siebie, zamykając znajdującą się między nimi szparę głośni. Na skutek ciśnienia wydychanego powietrza rozsuwają się jak napięte elastyczne taśmy, a potem powracają do pierwotnego położenia. Wielokrotne rozwieranie i zwieranie strun (od kilkudziesięciu do kilkuset razy na sekundę) powoduje drgania powietrza i powstawanie dźwięku. Tak powstały ton krtaniowy jest jednak słaby i bezbarwny. Dopiero przechodząc przez tzw. jamy rezonacyjne (gardło, usta i nos), zyskuje odpowiednią barwę i siłę.

41. Praca głosem Śpiewak wydając ton o określonej częstotliwości może wywołać drgania szklanego naczynia. Jeśli trwa to dostatecznie długo, energia zaabsorbowana, (czyli pochłonięta) przez szkło może wywołać drgania dostatecznie silne do tego, aby szkło pękło. Kieliszki rozbite przez głos śpiewaka operowego

42. Wykorzystanie elektroniki w odtwarzaniu dźwięku Magnetofon jest urządzeniem do nagrywania i odtwarzania dźwięku na taśmie magnetycznej. Są dwa rodzaje magnetofonów - analogowe i cyfrowe. Urządzenia służące tylko do nagrywania są nazywane dyktafonami, a tylko do odtwarzania – odtwarzaczami magnetofonowymi. W magnetofonach domowych najczęściej jest realizowany jednoczesny zapis lub odczyt na jednej, dwóch lub czterech ścieżkach dźwiękowych (nagrania monofoniczne, stereofoniczne, kwadrofoniczne). Taśma przed zapisem musi być rozmagnesowana przez głowicę kasującą. Dzięki zastosowaniu nowoczesnych podzespołów elektronicznych i mechanicznych współczesne magnetofony osiągnęły wysoką, jakość odtwarzania audycji i to zarówno sprzęt stacjonarny, jak też odtwarzacze typu walkman.

43. Budowa głośnika Głośnik– przetwornik elektroakustyczny (odbiornik energii elektrycznej) przekształcający prąd elektryczny w falę akustyczną. Idealny głośnik przekształca zmienny prąd elektryczny o odpowiedniej częstotliwości na falę akustyczną proporcjonalnie i liniowo. Rzeczywisty zakres częstotliwości, w którym głośnik wytwarza falę ciśnienia proporcjonalnie do napięcia (z dopuszczalnym odchyleniem) nazywa się pasmem przenoszenia głośnika. Potocznie głośnikiem nazywa się również zespół głośników zamknięty w wspólnej obudowie poprawnie nazywanej kolumną głośnikową.

44. Podział ze względu na zasadę działania: • Magnetoelektryczne (dynamiczne) - w polu magnetycznym magnesu umieszcza się przewodnik (cewkę magnetyczną), w którym płynie prąd elektryczny. Oddziaływanie magnesu i przewodnika z prądem wywołuje ruch przewodnika, do którego przymocowana jest membrana. Cewka jest połączona sztywno z membraną a całość jest odpowiednio zawieszona (rys. spider i surround), tak, aby zapewnić osiowy ruch cewki w szczelinie magnesu bez ocierania się o magnes. • Elektromagnetyczne - przepływ prądu o częstotliwości akustycznej powoduje powstanie zmiennego pola magnetycznego. Pole to magnesuje rdzeń ferromagnetyczny połączony z membraną. Przyciąganie i odpychanie rdzenia powoduje drgania membrany. • Elektrostatyczne - na naelektryzowaną membranę z cienkiej folii (mającą napyloną warstwę metaliczną z jednej lub dwu stron, bądź będącą elektretem) oddziałują dwie perforowane elektrody, umieszczone z obu stron folii (jedna elektroda ma odwróconą fazę sygnału o 180 stopni w stosunku do drugiej), w ten sposób wywołując drgania folii w takt sygnału. • Magnetostrykcyjne - pole magnetyczne wywołuje zmianę wymiarów materiału ferromagnetycznego (zjawisko magnetostrykcyjne). Ze względu na duże częstotliwości drgań własnych elementów ferromagnetycznych, tego typu głośniki stosowane są do otrzymywania ultradźwięków. • Piezoelektryczne - pole elektryczne wywołuje zmianę wymiarów materiału piezoelektrycznego, stosowane w głośnikach wysokotonowych i ultradźwiękowych, • Jonowe (bezmembranowe).

45. Wzmacniacz akustyczny Wzmacniacz akustycznyjest najczęściej wzmacniaczem mocy pracującym w paśmie akustycznym (16 Hz- 22 kHz). W konstrukcji wzmacniaczy dźwiękowych klasy high-fidelity dąży się do uzyskania jak najszerszego pasma akustycznego przenoszonego przez wzmacniacz przy jak najmniejszych zakłóceniach (płaskiej charakterystyce wzmocnienia dla przenoszonych częstotliwości) i zużyciu energii. "Ampy" służą do wzmacniania sygnałów analogowych lub cyfrowych o niewielkiej mocy, pochodzących ze źródeł dźwiękowych (odtwarzaczy, mikrofonów, elektronicznych instrumentów muzycznych). Głównymi parametrami wzmacniaczy muzycznych są: • pasmo przenoszenia (użyteczny zakres częstotliwości przetwarzanych przez wzmacniacz) • charakterystyka częstotliwościowa (wykres zmian wzmocnienia w odniesieniu do użytecznego pasma akustycznego) • sprawność (zależna od klasy układu wzmacniającego) • stosunek sygnał/szum (dB) • poziom zniekształceń (tzw. THD w odniesieniu do przebiegu wzorcowego i mocy znamionowej) • dynamika sygnału (dB) • współczynnik tłumienia (tzw. damping factor - stosunek impedancji obciążenia do impedancji źródła) • maksymalna moc znamionowa (tzw. RMS - moc skuteczna, dawniej podawano moc sinusoidalną) • maksymalna moc muzyczna (maksymalna moc chwilowa) • obciążalność wyjścia - impedancja (obecnie zakres oporności podłączanych głośników). Wzmacniacz mocy JBL GTO 504E

46. Słuch Słuch– zmysł umożliwiający odbieranie (percepcję) fal dźwiękowych. Narządy słuchu nazywa się uszami. Słuch jest wykorzystywany przez organizmy żywe do komunikacji oraz rozpoznawania otoczenia. Fale dźwiękowe: Przez powietrze docierają do małżowiny usznej, następnie przewodem słuchowym zewnętrznym do błony bębenkowej. Pod wpływem drgań powietrza błona bębenkowa porusza przylegający do niej młoteczek. Drgania z młoteczka są przekazywane na kowadełko i strzemiączko, za pośrednictwem okienka owalnego trafiają do ucha wewnętrznego, gdzie drgania są zamieniane na impulsy nerwowe, które nerwem słuchowym docierają do ośrodków słuchowych w korze mózgowej. Przewodzenie dźwięków drogą powietrzną  Dźwięk skierowany przez małżowinę uszną do przewodu słuchowego zewnętrznego wprawia w drgania błonę bębenkową i tzw. aparat akomodacji tj. kosteczki słuchowe i mięśnie ucha środkowego. Dzięki ruchom podstawy ostatniej z trzech kosteczek - strzemiączka - w okienku owalnym błędnika, drgania akustyczne przenoszą się na płyny, jakimi wypełniony jest ślimak. Ponieważ płyny są nieściśliwe, na to, aby podstawa strzemiączka mogła wykonać ruch w głąb ucha, wewnętrznego musi dojść do kompensacyjnego wychylenia – w stronę jamy bębenkowej - błony drugiego okienka ucha wewnętrznego zwanego okrągłym. Ta tzw. gra okienek jest niezbędnym warunkiem prawidłowego przenoszenia dźwięków drogą powietrzną, bębenkowo- kosteczkową.

47. Słuch u zwierząt Ludzkie ucho nie wychwytuje wszystkich dźwięków, które słyszalne są dla zwierząt. Na przykład u psa zakres słyszalnych dźwięków waha się w granicach od 15 do 30 000 Hz, zaś u przeciętnego człowieka zakres ten wynosi około 16 - 16 000 Hz. Fakt ten wykorzystywany jest przy produkcji urządzeń, które zapobiegają szczekaniu psów wydobywając dźwięki słyszalne dla psa, ale zupełnie obojętne dla ucha człowieka.

48. Wady słuchu Utrata słuchu (głuchota) – niezdolność do odbierania bodźców akustycznych. Wrodzona, w przeciwieństwie do nabytej często wiąże się z niezdolnością do mówienia (głuchoniemota). Przyczyną głuchoty może być: • zaburzenie przekazywania dźwięków do ucha wewnętrznego (głuchota przewodzeniowa), najczęściej w wyniku uszkodzenia błony bębenkowej lub kosteczek słuchowych; • uszkodzenie narządu słuchu albo szlaku nerwowego (drogi słuchowej), przekazującego bodźce słuchowe do kory mózgowej (głuchota odbiorcza). Dalszymi przyczynami głuchoty są często: zapalenie ucha środkowego; ekspozycja na nadmierny, długotrwały hałas; starzenie się komórek słuchowych i neuronów (głuchota starcza); wrodzone uszkodzenie narządu słuchu; zatrucie; otoskleroza. Niedosłuch – zaburzenie ze strony narządu słuchu polegające na nieprawidłowym przewodzeniu lub odbiorze dźwięków. Częstość występowania niedosłuchu rośnie z wiekiem: • u noworodków występuje on w 2-3% • do 18 roku życia – 5% • 19-44 rok życia – 4,5-5% • 45-64 rok życia – 14% • 65-74 rok życia – 23% • powyżej 75 lat – 35%. Niedosłuch może występować, jako izolowany objaw, lub mogą mu towarzyszyć inne objawy otologiczne np. szumy uszne lub zawroty głowy oraz pozaotologiczne tworzące określone jednostki chorobowe.

49. Jak chronić się przed hałasem? • Jedną z najważniejszych rzeczy, które można zrobić, to chronić uszy przed nadmiernym poziomem hałasu, szczególnie podczas długiego okresu czasu. Im większy hałas tym bardziej jesteśmy narażeni na ryzyko uszkodzenia słuchu. • Nosić ochraniacze na uszy, zwłaszcza, jeśli musimy pracować w głośnym otoczeniu. Należy również nosić je przy użyciu narzędzi elektrycznych, hałaśliwych urządzeń, lub broni palnej, czy podczas jazdy na motocyklu lub skuterze. Ochronniki słuchu są w dwóch postaciach: zatyczki do uszu, nauszniki. • Zatyczki do uszu są to małe wkładki, które pasują do zewnętrznego kanału słuchowego, muszą one być zaklejone ciasno, więc na cały obwód kanału słuchowego jest zablokowany. Nieprawidłowo włożone, brudne, lub zużyte nie przylegają szczelnie, co może spowodować podrażnienie przewodu słuchowego. Wtyczki są dostępne w różnych kształtach, rozmiarach i dopasowanie są do indywidualnego kanału słuchowego. Mogą być wykonane na zamówienie. • Nauszniki pasują do całego ucha zewnętrznego, tworząc hermetyczne uszczelnienie, więc cały obwód kanału słuchowego jest zablokowany. • Jeśli głośna muzyka lub hałas zawsze powoduje dyskomfort lub ból w uszach, należy użyć zatyczki do uszu, obniżyć dźwięk lub natychmiast opuścić to otoczenie. Jeżeli nie możemy swobodnie porozmawiać z odległości 2 metrów, to znaczy, że poziom hałasu jest za wysoki i należy zmniejszyć hałas, opuścić miejsce lub założyć zatyczki. • Starajmy się unikać niepotrzebnego zanurzenia głowy w wodzie, na przykład podczas kąpieli, prysznica. Jeśli jesteś nurkiem, pamiętajmy, aby powoli zanurzać się na dużą głębokości, aby ciśnienie w uszach mogło się dostosować do ciśnienia otoczenia. • Uszy są samooczyszczające i nie wymagają pomocy w usuwaniu wosku. Stara praktyka mówi o stosowaniu wacika do oczyszczania uszu. Jednak wosk jest naturalnie usuwany z uszu, nie należy go usuwać za pomocą np.. patyczka do uszu. Czyszczenie uszu za pomocą patyczków higienicznych lub over-the-counter (krople do uszu), może uszkodzić słuch. • Nie słuchać odtwarzacza muzyki bardzo głośno, jeśli osoba stojąca obok słyszy muzykę, znaczy, że jest za głośno. Tak samo jeśli nie słychać dźwięków zewnętrznych. Zbyt głośna muzyka powoduje wady słuchu.

50. Anatomia ucha Ucho – narząd słuchu występujący jedynie u kręgowców. Najbardziej złożone i rozwinięte uszy występują u ssaków. Ucho odbiera fale dźwiękowe, przekształca je w drgania mechaniczne, a drgania w impulsy nerwowe. Odpowiada także za zmysł równowagi (błędnik). Budowa ucha Ucho składa się z trzech części: ucha zewnętrznego, ucha środkowego oraz ucha wewnętrznego. Ucho zewnętrzne występuje jedynie u ssaków. Ucho zewnętrzne i środkowe odpowiadają głównie za słuch, ucho wewnętrzne zawiera także elementy odpowiedzialne za równowagę.