Fysiikkaa lapsille

Ääniaallon ominaisuudet

Mekaaniset aallot

Yksi ääniaaltojen tärkeä ominaisuus on se, että ne ovat mekaanisia aaltoja. Tämä tarkoittaa, että ne kulkevat jonkin väliaineen läpi. Ääniaallot voivat kulkea kaikenlaisten väliaineiden läpi. Tavallisesti kuulemme ääniaaltoja, jotka ovat kulkeneet ilman läpi, mutta ääni voi kulkea myös veden, puun, maan ja monien muiden aineiden läpi. Ääni ei kuitenkaan voi kulkea tyhjiössä, kuten ulkoavaruudessa.

Ääniaaltojen lähde on jokin värähtelevä asia. Tämä värähtely aiheuttaa häiriöitä lähteen ympärillä olevissa molekyyleissä. Aallon energia siirtyy molekyyleistä molekyyleihin väliaineessa.

Pitkittäisaallot

Toinen ääniaaltojen ominaispiirre on, että ne ovat pitkittäisaaltoja. Tämä tarkoittaa, että aallon aiheuttama häiriö kulkee samaan suuntaan kuin aalto. Kun molekyylit värähtelevät ja siirtävät energiaa toisiinsa, ne aiheuttavat aallon, joka liikkuu värähtelyn suuntaan.

Ääniaaltojen pitkittäisominaisuus on nähtävissä alla olevassa kuvassa. Tässä näet, kuinka molekyylit liikkuvat vasemmalta oikealle, jolloin aalto ja häiriö liikkuvat samaan suuntaan. Aallon joillakin alueilla molekyylit kasaantuvat yhteen. Tätä kutsutaan kompressioksi. Toisilla alueilla molekyylit hajaantuvat. Tätä kutsutaan harvennukseksi.

Mikä on ääniaallon aallonpituus?

Opiskelimme, miten poikittaisaallon aallonpituus mitataan harjasta harjaan tai laaksosta laaksoon. Tämä on melko helppo havaita, kun tarkastellaan kuvaajaa. Ääniaallot ovat kuitenkin erilaisia, sillä ne ovat pitkittäisaaltoja. Ääniaallon aallonpituuden määrittämiseksi mitataan puristuksesta puristukseen tai harvennuksesta harvennukseen.

Paineaallot

Ääniaaltoja voidaan ajatella myös paineaaltoina. Tämä johtuu siitä, että ääniaaltojen läpi kulkevilla puristuksilla ja harvennuksilla on eri paineet. Puristukset ovat korkean paineen alueita, kun taas harvennukset ovat matalan paineen alueita.

Mikä on ääniaallon amplitudi?

Joskus näet ääniaallon kuvaajan, joka näyttää siniaallolta (ks. alla). Tämä eroaa poikittaisaallon kuvaajasta. Tämän aallon huiput ja laaksot kuvaavat aallossa tapahtuvia paineen muutoksia. Tästä kuvaajasta voimme määrittää ääniaallon amplitudin. Amplitudi on kuvaajassa näkyvä puristumisen tai harvenemisen huippu.

Ääniaallon voimakkuus

Ääniaaltoja mitataan joskus intensiteetiksi kutsutulla suureella. Ääniaallon intensiteetti (I) on yhtä suuri kuin ääniteho (P) alueella (A):

I = P/A

Toiminta

Tee kymmenen kysymyksen tietokilpailu tästä sivusta.

Johdatus aaltoihin

Aaltojen ominaisuudet

Aaltojen käyttäytyminen

Äänen perusteet

Sävelkorkeus ja akustiikka

Ääniaalto

Miten nuotit toimivat

Korva ja kuulo

Aaltotermien sanasto

Valo ja optiikka

Johdatus valoon

Valon spektri

Valo aaltona

Fotonit

Sähkömagneettiset aallot

Kaukoputket

Linssit

Silmä ja näkeminen

Tiede>> Fysiikka lapsille