1May 10 ­ 11:45 AM

Sound Wavesand their characteristics

1) Frequency (pitch)

2) Intensity (loudness)

3)  Harmonic Content

2May 9 ­ 9:02 AM

http://positron.ps.uci.edu/~dkirkby/music/html/demos/PlaneWave/SoundWave.htmlparticle motion

sound waves and the ear drumhttp://www.physicsclassroom.com/mmedia/waves/edl.cfm

this one

3May 7­6:52 AM

sound waves and the ear drum

4May 10­7:30 AM

5May 10­7:30 AM

6May 7­6:56 AM

sound as a pressure wave

7May 9 ­ 10:16 AM

vs = 331 m/s at 0 C+ .6 m/s per  C

at 20 C the velocity of sound would be?

20 C (.6 m/s/ C) = 12 m/s

therefore, at 20 C,                    331 m/s + 12 m/s = 343 m/s

Soundthe speed of sound

8May 9 ­ 10:18 AM

Sound is a longitudinal (compressional) wave

the base wave equation is:  vs = fλ characteristics:1)  Frequency

humans hear between 20 Hz ­ 20,000 Hz(pitch)    determined by source

lowest sound = 20 Hzv = fλ        λ = v/f = 340 m/s/20 Hz = 17 m

highest sound = 20,000 Hzv = fλ        λ = v/f = 340 m/s/20,000 Hz = 0.017 m

lower vs higher frequency pitch

9May 9 ­ 9:49 AM

speech

thresholdof hearing threshold 

of painWhat is the softestthe sound can beto be heard.

At what loudnessdo the sound causepain.

10May 9 ­ 12:07 PM

Difference between a high frequency sound and a low frequency sound.

11May 9 ­ 9:07 AM

noise vs tone

12May 9 ­ 9:49 AM

http://www.kettering.edu/~drussell/Demos/doppler/doppler.html

Doppler Shift

car hornstillslower than vs

vs

faster than vs

13May 8­6:56 AM

listener velocity(detector)

Source velocity

Velocityof sound

Source frequency

Frequencyyou hear

14May 13 ­ 10:21 AM

multiplier

15May 13 ­ 10:29 AM

multiplier

16May 10 ­ 9:33 AM

bullet at mach 1.01, note shock wave just in front of the bullet

17May 10 ­ 9:35 AM

bullet at mach 2.45

18May 10 ­ 9:33 AM

19May 9 ­ 12:08 PM

2)  Difference in amplitudes­ loudness

20May 9 ­ 12:42 PM

  Difference in Intensities

21May 10 ­ 10:15 AM

Range of Intensities we hear

softest  10­12 W/m2

threshold of hearing

loudest  100 W/m2  (1 W/m2)threshold of pain

1012 range in intensities­­­­that's alot

22May 9 ­ 10:46 AM

ex:  A sound is radiated from a source at 25 watts of power and is 10 m away.  What is the intensity of the sound?

Loudness 

I = P/ 4πr 2= 25 W/ 4π(10m) 2

I = .02 W/m2

Area the sound wave covers per unit of time isthe surface area of a sphere A = 4πr2

Power = P = E/t = W/t = Fd/t, or Fv

23May 9 ­ 11:28 AM

24May 18­7:28 AM

25May 18­7:29 AM

26May 10 ­ 10:18 AM

27May 10 ­ 8:09 AM

sound at threshold of pain

28May 9 ­ 9:26 AM

http://www.kettering.edu/~drussell/Demos/rad2/mdq.html

sound wave field from speakerhttp://www.mediacollege.com/audio/01/sound­waves.html

water

sound

29May 9­7:00 AM

http://www.acs.psu.edu/drussell/Demos/TuningFork/fork­modes.html

tuning forks:

http://www.acs.psu.edu/drussell/guitars/hummingbird.html

Modal Analysis of an Acoustic Folk Guitar

http://www.acs.psu.edu/drussell/Demos/Rackets/Racket.html

Vibrational Modes of a Racquetball Racket

30May 9 ­ 9:43 AM

http://www.phy.ntnu.edu.tw/java/propagation/propagation.html

Reflected sound wave

all the way down

31May 10 ­ 7:24 AM

10 ­ 120 in middle of graph are called "phons"

They relate a sound at any frequency to a 1000 Hz sound at___db's

32May 9 ­ 9:51 AM

33May 10 ­ 7:51 AM

34May 8­6:58 AM

3)  Quality

Determined by 1number, 2placement, and 3intensity (amplitude) of harmonics present in the sound

Harmonic Content

35May 8­6:59 AM

The top graph is the tone of a wooden organ pipe

The bottom graph is the same two tones played by my computer!

The quality of the wooden organ pipe is enhanced by the added harmonic.

36May 13 ­ 10:42 AM

trumpet

french horn

clarinet ­ (I can't play!)

37May 18­6:33 AM

Clarinet

38May 13 ­ 9:59 AM

2:1     2/1    octave     800 Hz/400Hz

2:3     2/3    perfect     400 Hz/600Hz                      fifth      

3:4     3/4    perfect    900Hz/1200Hz         fourth

4:5     4/5    major      200 Hz/250Hz                    third

ratio: name example:

39May 8­8:41 AM

Here's what sound waves look like. The caption reads, "A visible pattern of sound waves. This new technique of studying sound demonstrates the focusing effect of an acoustical lens on sound waves issuing from the horn at extreme left. Wave pattern is produced by a scanning technique . . ." Bell Telephone Laboratories (external link) <http://www.lucent.com/> photograph, from the book The First Book of Sound: A Basic Guide to the Science of Acoustics by David C. Knight, Franklin Watts, Inc. New York (1960). p. 80Sound waves are acoustic waves, with no electrical component. They are simply vibrations in the air, a physical pressure made by the utterance of the speaker.In somewhat challenging yet elegant writing, A.T.&T. once described sound in these terms, "Audible sound is thus defined as a disturbance in the atmosphere whereby a form of wave motion is propagated from some source at a velocity of 1,075 feet per second, the transmission being accomplished by alternating condensations and rarefacations of the atmosphere in cycles having a fundamental frequency ranging somewhere between 16 per second and 32,000 per second." Principles of Electricity applied to Telephone and Telegraph Work, American Telephone and Telegraph. C.F. Myers, Supervisor of Instruction. Murray Hills, New Jersey? 1939. p.66

40May 8­10:17 AM