Fale dźwiękowe

Fale dźwiękowe

Fala dźwiękowa to fala mechaniczna, która jest słyszalna przez ludzkie ucho. Fala dźwiękowa może zostać wywołana przez ludzki aparat mowy, maszyny, zwierzęta i w inny sposób i rozchodzi się w różnych mediach. Tymi mediami mogą być ciała stałe, płynne i gazowe. Fale dźwiękowe podlegają normalnym wpływom fizycznym fal jak odbicie, zakrzywienie, załamanie i wchłanianie. Prędkość rozprzestrzeniania się fal zależy od medium transmisji. W powietrzu wynosi ona około 330 metrów na sekundę, w ciałach stałych nawet kilka tysięcy metrów na sekundę. Częstotliwość słyszalna dla ludzi wynosi pomiędzy 20 a 2 0000 hercami. Fala poza tym zakresem oznaczana jest jako ultradźwięk lub infradźwięk. W próżni fale dźwiękowe nie mogą się rozchodzić, ponieważ potrzebują one zawsze jakieś medium. W tym względzie odróżniają się one od fal elektromagnetycznych.

Przekształcanie dźwięku w sygnały elektryczne i na odwrót

Aby móc wytwarzać fale dźwiękowe przez elektryczne urządzenia jak wierze stereofoniczne lub telefony lub przekształcać fale dźwiękowe sygnały elektryczne, to stosuje się głośniki lub mikrofony. W mikrofonie z powodu działania dźwięku zmieniają się właściwości elektryczne. Dzięki temu fale dźwiękowe można przekształcić w fale elektromagnetyczne. Głośniki pracują przeważnie na zasadzie elektrodynamicznej i przekształcają fale elektromagnetyczne w fale dźwiękowe przy pomocy membran i szpul.

Przenoszenie fal dźwiękowych w telefonii

W telefonii zakres częstotliwości przenoszonych fal dźwiękowych jest ograniczony pomiędzy 300 a 3 400 hercami (poza telefonią HD). Fale dźwiękowe są przekształcane w elektryczne sygnały przez mikrofon i przenoszone analogowo lub cyfrowo przez sieć telefoniczną. Przy przenoszeniu cyfrowym sygnał analogowy musi zostać przetłumaczony na cyfrowy sygnał przez sampling, kwantyzację i kodowanie. Cyfrowe sygnały można przesyłać również przez czyste sieci danych. Między innymi metoda Voice-over-IP (VoIP) wykorzystuje Internet do przesyłania cyfrowych pakietów głosowych. Przez to jest na przykład możliwe korzystanie poprzez łącze internetowe z usług instalacji telefonicznej w chmurze.