Fala akustyczna płaska

Definicja Profesjonalna

Fala akustyczna płaska to fala, której czołem (powierzchnią o tej samej fazie i amplitudzie) jest płaszczyzna prostopadła do kierunku rozchodzenia się dźwięku.

W ujęciu fizycznym oznacza to, że ciśnienie akustyczne oraz prędkość cząsteczek mają te same wartości w całym przekroju poprzecznym fali. Matematycznie wielkości te zależą wyłącznie od odległości od źródła oraz czasu, a nie od położenia góra-dół czy lewo-prawo.

Choć idealna fala płaska jest fizyczną abstrakcją, w praktyce inżynierskiej przyjmuje się ją jako model dla dźwięku rozchodzącego się w falowodach (np. rurach, kanałach wentylacyjnych) poniżej tzw. częstotliwości odcięcia. Co niezwykle istotne: w przeciwieństwie do fali kulistej, fala płaska (teoretycznie) nie traci energii wraz z odległością w wyniku rozproszenia geometrycznego.

Akustyka w Prostych Słowach

Wyobraź sobie tłok idealnie dopasowany do wnętrza bardzo długiej rury. Gdy popchniesz go gwałtownie do przodu, sprężysz powietrze przed nim równomiernie na całej jego powierzchni.

Ta strefa ściśniętego powietrza będzie przemieszczać się w głąb rury niczym przesuwająca się ściana. Nieważne, czy mierzysz ciśnienie na samym środku rury, czy tuż przy jej ściance – w danym punkcie przekroju wartość będzie identyczna.

To jest właśnie fala płaska: dźwięk, który nie "puchnie" na boki jak balon (fala sferyczna), ale maszeruje równym frontem, jak żołnierze w idealnym szyku przechodzący przez wąski wąwóz. Dzięki temu, że energia jest "uwięziona" w rurze i nie może uciec na boki, dźwięk w tym modelu może podróżować na bardzo duże odległości bez znaczącego osłabienia.

Podsumowanie

• Kierunkowość: Energia nie rozprasza się w przestrzeni, lecz wędruje precyzyjnie w jednym kierunku.

• Stała energia: W idealnych warunkach głośność fali płaskiej nie spada wraz z odległością (brak strat geometrycznych).

• Zastosowanie: Kluczowy model przy projektowaniu tłumików hałasu, analizie rur wydechowych oraz systemów klimatyzacji i wentylacji.