Echo, pogłos, dudnienia i rezonans akustyczny

a) echo. Z echem mamy do czynienia, gdy fala głosowa odbija się od przeszkody i wraca po czasie dłuższym niż ok. 0,1s. Ucho ludzkie odróżnia dwa sygnały, gdy następują po tym właśnie czasie. Prędkość rozchodzenia się dźwięku w powietrzu jest v = ok. 1/3 km/s. Mierząc czas od ujrzenia błyskawicy do usłyszenia grzmotu ze wzoru s = vt możemy obliczyć, jak daleko od nas znajduje się burza.
Na zasadzie echa działa sonar, czyli urządzenie, które wysyła w głąb oceanu ultradźwięki, np. z kutra rybackiego, i rejestruje po jakim czasie wraca echo. Jeśli sonar, rejestrując echo wracające po odbiciu od dna, w pewnej chwili zarejestruje echo wcześniej, to może być tylko jedna tego przyczyna: na mniejszej głębokości płynie ławica ryb i na tę głębokość trzeba zarzucić sieci. W sonarze znalazły zastosowanie ultradźwięki dlatego, że wnikają one głęboko w wodę i są w niewielkim stopniu przez nią pochłaniane. Dźwięki w zakresie słyszalnym przez człowieka wnikałyby niezbyt głęboko i szybko byłyby stłumione. Na zasadzie echa działa aparat USG (ultrasonografia 1,5-10MHz), który na zasadzie echa pokazuje obraz wnętrza naszego organizmu. Jest to bardzo ważne w przypadku kobiet w ciąży – ultradźwięki (w przeciwieństwie do promieni rentgena) nie wywierają negatywnego wpływu na rozwijający się płód.

b) pogłos. Zjawisko pogłosu wiąże się z wielokrotnymi odbiciami dźwięku od ścian, sufitu i podłogi w pomieszczeniach zamkniętych. Gdy odległości od ucha do powierzchni odbijających są za małe, aby powstało echo, a jednocześnie są na tyle duże, że ucho rejestruje odbite dźwięki niejako oddzielne, to wtedy powstaje pogłos (przedłużone trwanie dźwięku).

c) dudnienia. Dudnienia łatwo jest przedstawić przy pomocy dwóch kamertonów o tej samej częstotliwości, jeśli na jeden z nich nakleimy kawałek plasteliny zmieniając nieznacznie jego częstotliwość. Po wprawieniu ich w drgania jednocześnie, wyraźnie będziemy słyszeli okresowe wzmacnianie natężenia dźwięku, które zależy od amplitudy. Matematyczny opis dudnień znajduje się w rozdziale Oscylator/Drgania równoległe - analiza.

c) rezonans akustyczny. Jeśli kamerton demonstracyjny wykręcimy z pudła rezonansowego i uderzymy młoteczkiem, to usłyszymy dźwięk o niezbyt dużym natężeniu. Kamerton przymocowany do pudła wydaje dźwięki o wyraźnie większym natężeniu, ponieważ powietrze w pudle wpada w rezonans z kamertonem wzmacniając dźwięki.
Gdy dwa kamertony ustawimy otworami pudeł rezonansowych naprzeciw siebie i jeden z nich uderzymy młoteczkiem, a po kilku sekundach stłumimy ręką jego drgania, to usłyszymy jeszcze dźwięki wydawane przez drugi kamerton, który został pobudzony do drgań w wyniku rezonansu akustycznego. Więcej na temat rezonansu mechanicznego znajduje się w rozdziale Oscylator/Rezonans mechaniczny.