Garso prigimtis

Turinys 1 psl. Kas yra garsas? 2 psl. Kaip atsiranda garsas? 3 psl. Garso prigimtis ir jo matavimai.

      Garso reiškinius nagrinėjanti fizikos šaka vadinama akustika

Kas yra 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:

. 

Garso šaltiniais yra vadinami greitai svyruojantys, virpantys kūnai, kurie sukelia garsą. 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.

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.