WYKŁADY OTWARTE - ARCHIWUM FILMOWE


XII EDYCJA 2012/2013 - WYKŁAD 80


AKUSTYKA GRZMOTU
prof. dr hab. Rufin Makarewicz
19.12.2012

Czas trwania: 1h



wykład będzie dostępny również na DVD

 
Streaming: M.Karlic, M.Światłowski - Pracownia Komputerowa Wydziału Fizyki UAM
Zapis filmowy: Pracowania Demonstracji i Popularyzacji Fizyki WF UAM
STRESZCZENIE

Przyczyną grzmotu tzn. dźwięku jest błyskawica, czyli przepływ ładunku elektrycznego w atmosferze (z powierzchni ziemi do chmury, a nie na odwrót). Szybki przepływ ładunku jonizuje cząsteczki powietrza, tzn. ,,obdziera'' je z zewnętrznych elektronów. Pozostałe elektrony, trzymające się jeszcze molekuł, najpierw zmieniają swoje orbity i potem wracają na swoje miejsce. W tym procesie emitowane są fotony czyli światło. Tak powstaje błyskawica. Gdyby błyskawica była linia prostą, to grzmot byłby nieciekawy akustycznie: przypominałby proste uderzenie pałką w bęben. Im więcej gałęzi błyskawicy, tym więcej takich uderzeń o różnej sile i kolejności, tym ciekawsza dynamika grzmotu, tym bogatsze wrażenia. Czemu błyskawice są takie rozgałęzione i nie biegną w prostej linii? To oczywiście związane jest z niejednorodnościami powietrza, które wyładowania ,,omijają''. A to jest z kolei efektem pewnej niezwykłej właściwości natury. Mówiąc najprościej natura wybiera zawsze drogę, która zajmuje najmniej czasu. Błyskawica to gorący, powietrzny kanał, który rozszerza się i pęcznieje, a potem wraca do poprzedniego stanu - stąd bierze się huk, jak z pękającego balonu. Blisko błyskawicy słyszymy ostry i głośny trzask. Gdy jesteśmy dalej - tylko głuchy i miękki huk lub pomruki. Dlaczego? Dźwięk ma barwę "miękką", gdy przeważają tony niskie, a barwę "ostrą" gdy przeważają tony wysokie. Podczas propagacji w atmosferze najszybciej zanikają tony wysokie, gdyż wzbudzają drgania cząstek powietrza. Niskie tony natomiast takich drgań prawie wcale nie wzbudzają. I dlatego zanikają wolniej. Im dalej jesteśmy od burzy tym odgłos jej jest bardziej głuchy, choć to co słyszymy z dala jako pomruki, to bijące gdzieś tam potężne grzmoty. Nagłe pojawianie pierwszego grzmotu jest jedną z najbardziej przerażających cech burzy. Otóż mamy tu do czynienia z refrakcją czyli ugięciem fali: promień fali dźwiękowej ma postać ugiętego w górę łuku. Poniżej tego promienia znajduje się strefa ciszy. Grzmoty przenoszą się nad naszymi głowami, a my ich nie słyszymy.

O WYKŁADOWCY

Rufin MAKAREWICZ jest profesorem fizyki-akustyki na Wydziale Fizyki UAM. Wykłada akustykę fizyczną, akustykę teoretyczną oraz uczy jak minimalizować hałas. (projektowanie ekranów akustycznych, porowatych nawierzchni jezdni, itd.) Obecne zainteresowania naukowe Profesora koncentrują sie wokół fal akustycznych w atmosferze, a w szczególności fal niosących hałas drogowy, kolejowy i lotniczy. W dorobku ma ponad 60 publikacji i 4 książki. Jest edytorem czasopism naukowych Applied Acoustics i Archives of Acoustics oraz członkiem towarzystw naukowych: Acoustical Society of America, Acoustical Society of Japan, Polish Acoustical Society, Polish Academy of Science, New York Academy of Science. Ostatnio dużo czasu zajmuje mu tworzennie sieci zespołów badawczych w Unii Europejskiej, które zajmują się badaniami hałasu w środowisku. W chwilach wolnych śpiewa i gra na fortepianie standardy jazzowe.


Zdjęcia: K. Fryś, M. Nowak, M. Wachowicz.
Transmisja on-line: Pracownia Demonstracji i Popularyzacji Fizyki Wydziału Fizyki UAM, PK WF UAM, PCSS, CIM. Streaming: M. Karlic, M. Światłowski.
Copyright 2003-2013 J. Latosińska, M. Latosińska