Akustik eller läran om Ljud

Kunskapsmål

• Veta att det krävs materia för att ljudet ska kunna fortplantas • Känna till hur ljudet fortplantas och ljudets hastighet i luft • Veta att ljudets hastighet i luft varierar med temperatur och olika medier • Veta vad som menas med infraljud och ultraljud • Känna till begreppen frekvens, svängningstid, våglängd, tonhöjd, tonstyrka, toner, buller, resonans och ljudnivå • Känna till örats alla delar och hur de fungerar • Veta hur du skyddar dig mot bullerskador

Kunskapsmål för högre betyg

• Att utföra de flesta laborationerna med liten handledning samt förklara och inse betydelsen av resultaten • Att kunna utföra beräkningar där begreppen frekvens, utbredningshastighet, våglängd och svängningstid ingår • Att kunna berätta om hur örats alla delar fungerar tillsammans och om hur hjärnan bearbetar nervimpulser från hörselnerven

VÅGOR

• Transversella vågor ex elektromagnetiska vågor, ljusvågor kan färdas genom vaakum, därför färdas solljuset genom rymden till oss.

VÅGOR

• Longitudinella vågor består av förtätningar och förtunningar mellan molekylerna i ett medie (materia).

Ljudets hastighet i luft

Om luften har temperaturen +20 grader är ljudets hastighet 340 m/s.

Om temperaturen sjunker till -20 grader sjunker ljudets hastighet till 319 m/s.

1 mach är ljudets fart vid gällande höjd och temperatur (kan alltså variera)

Ljudets hastighet i andra material

Ju tätare materialet är desto snabbare går ljudet.

I vatten rör sig ljudet med 1460m/s I glas rör sig ljudet med 4500m/s I vakuum kan inte ljudet fortplanta sig (röra sig framåt) inget ljud hörs.

VÅGLÄNGD

• Våglängden är avståndet mellan ljudvågornas toppar eller dalar. Den mäts i meter.

FREKVENS

Frekvensen är ett mått på hur snabbt ljudvågorna svänger eller rör sig per sekund. Frekvensen mäts i Hertz (Hz). Hz = svängningar/sekund

Människans hörsel

• Människan hör ljud som uppstår inom 20Hz till 20 000Hz • Det betyder alltså att trumhinnan svänger från 20 vibrationer/sekund till 20 000 vibrationer/sekund

Infraljud och Ultraljud

Långa ljudvågor som svänger 0-19 Hz kallas infraljud.

Mycket korta ljudvågor som svänger 20 001-100 000 Hz kallas ultraljud. Ultraljud kan användas för att undersöka foster eller att undersöka om det finns sprickor i ex. långa rör som är nedgrävda i marken Visselpipor för hundar ger ultraljud

Ljudnivå (styrkan av ett ljud) mäts i decibel (dB)

Ljudnivå kan mätas från 1dB till 194dB.

10 dB är det svagaste ljud örat kan uppfatta 130dB är örats smärtgräns Decibelskalan fungerar så att för varje 10 dB den ökar fördubblas ljudstyrkan.

ex. 70dB är dubbelt så mycket som 60dB

Ordet ton finns med på många ställen..

Om ljudnivån i dB ökar eller minskar, ändras tonstyrkan Om frekvensen i Hz ökar eller minskar, ändras tonhöjden Låga toner från ex. bashögtalare har låg frekvens, dvs lågt antal svängningar/sekund Höga toner från ex. diskanthögtalare har hög frekvens, dvs högt antal svängningar/sekund

Toner eller Buller?

Regelbundna svängningar av luftens molekyler kallas toner Oregelbundna svängningar av luftens molekyler kallas buller. Buller är skadligt och kan leda till att en person får tinnitus eller allvarligare hörselskador.

Resonans

betyder medsvängning. Det uppstår exempelvis när en gitarrsträng får gitarrens trälåda att vibrera

Eko

Ett eko uppstår om ljudet träffar en yta som är så hård och tät att den inte börjar svänga. Då studsar ljudet tillbaka dit det kom ifrån.

ex. berg , betong, kala väggar i ett rum,