Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Podstawy akustyki
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RIAK-1-303-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Akustyczna
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. dr hab. inż. Wiciak Jerzy (wiciak@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 posiada ogólną wiedzę z zakresu podstaw akustyki IAK1A_W19, IAK1A_W12, IAK1A_W06, IAK1A_W08, IAK1A_W22 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W002 zna pojęcia z zakresu pola akustycznego i modelowania pola akustycznego IAK1A_W10, IAK1A_W12, IAK1A_W06 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W003 posiada podstawową wiedzę z zakresu źródeł hałasu oraz ich wpływu na środowisko IAK1A_W22 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności: potrafi
M_U001 potrafi dostrzec interdyscyplinarność akustyki, rozróżnia i definiuje podstawowe parametry pola akustycznego, potrafi wykorzystywać metody symulacyjne do modelowania i analizy pola akustycznego IAK1A_U02, IAK1A_U15, IAK1A_U07, IAK1A_U20, IAK1A_U08, IAK1A_U01 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 potrafi ocenić szkodliwość wpływu różnych źródeł hałasu na człowieka i środowisko IAK1A_U16, IAK1A_U18, IAK1A_U06 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 rozumie interdyscyplinarny wymiar działalności inżyniera akustyka, potrafi współpracować ze specjalistami z innych dziedzin inżynieryjnych a także muzykami czy realizatorami dźwięku IAK1A_K05 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
82 42 26 14 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 posiada ogólną wiedzę z zakresu podstaw akustyki + + + - - - - - - - -
M_W002 zna pojęcia z zakresu pola akustycznego i modelowania pola akustycznego + + + - - - - - - - -
M_W003 posiada podstawową wiedzę z zakresu źródeł hałasu oraz ich wpływu na środowisko + + + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 potrafi dostrzec interdyscyplinarność akustyki, rozróżnia i definiuje podstawowe parametry pola akustycznego, potrafi wykorzystywać metody symulacyjne do modelowania i analizy pola akustycznego - + + - - - - - - - -
M_U002 potrafi ocenić szkodliwość wpływu różnych źródeł hałasu na człowieka i środowisko - + + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 rozumie interdyscyplinarny wymiar działalności inżyniera akustyka, potrafi współpracować ze specjalistami z innych dziedzin inżynieryjnych a także muzykami czy realizatorami dźwięku - + + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 204 godz
Punkty ECTS za moduł 8 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 82 godz
Przygotowanie do zajęć 90 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 30 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (42h):
  1. Miejsce akustyki wśród innych nauk

    Rys historyczny. Związek akustyki z innymi dziedzinami nauki, techniki i sztuki. Podstawowe informacje o ruchu drgającym i drganiach mechanicznych. Analogie elektro-mechano-akustyczne.

  2. Zasady ruchu falowego.

    Istota ruchu falowego – drgania a fale, podstawowe wielkości opisujące każdy ruch falowy (długość, częstotliwość, prędkość itp.). Rodzaje fal. Zasada Huygensa i wynikające z niej elementarne zjawiska w ruchu falowym: odbicie i załamanie fal, interferencja, fale stojące, dyfrakcja i rozproszenie.

  3. Podstawowe parametry pola akustycznego

    Dźwięk. Hałas. Natężenie dźwięku. Moc akustyczna. Poziom natężenia i poziom mocy akustycznej. Ciśnienie akustyczne i poziom ciśnienia akusycznego. Klasyfikacja źródeł energii wibroakustycznej. Modele źródeł dźwięku. Zakresy częstotliwości źródeł dźwięku. Zakresy percepcji częśtotliwości, percepcja dźwięku przez człowieka. Krzywe izofoniczne.

  4. Równanie falowe.

    Podstawowe równania opisujące fale dźwiękowe (Eulera, ciągłości masy, termodynamiczne równanie stanu). Równanie falowe i przykłady elementarnych rozwiązań dla ruchu harmonicznego: fala płaska – rozwiązanie jedno, dwu i trójwymiarowe, fala kulista. Zapis rzeczywisty i zespolony wielkości opisujących pole akustyczne.

  5. Źródła dźwięku

    Klasyfikacja elementarnych źródeł dźwięku. Parametry źródeł dźwięku: charakterystyka kierunkowości, wskaźnik kierunkowości, współczynnik kierunkowości, zysk kierunkowy źródła. Monopol, dipol, kwadrupol akustyczny. Pole akustyczne oscylującej kuli. Fale walcowe: pulsujący i oscylujący walec.

  6. Wprowadzenie do analizy sygnałów

    Rodzaje sygnałów. Parametry sygnału – wartość średnia, skuteczna, szczytowa. Układy do pomizru i analizy sygnałów. Oktawa i tercja. Szeregi Fouriera. Widmo sygnału i widmo drgań. Szybka i dyskretna transformata Fouriera. Filtry.

  7. Fizyczne mechanizmy pochłanianie dźwięku.

    Pochłanianie dźwięku. Współczynnik pochłaniania dźwięku. Chłonność akustyczna pomieszczenia. Pojęcia średniego współczynnika pochłaniania, średniego czasu i średniej drogi swobodnej fali dźwiękowej w pomieszczeniu. Narastanie i zanikanie energii dźwiękowej w pomieszczeniu. Czas pogłosu pomieszczenia.

  8. Propagacja fal w obszarach ograniczonych.

    Układy akustyczne. Warunki brzegowe. Falowody o przekroju prostokątnym i kołowym o idealnie sztywnej powierzchni, propagacja fali płaskiej (modu podstawowego) i wyższych modów falowodowych, zjawisko dyspersji, prędkość fazowa i grupowa fali.

  9. Układy akustyczne

    Rezonatory. Filtry akustyczne. Dyfuzory.

  10. Akustyka słuchu i mowy

    Proces słyszenia. Fizjologia słuchu i psychoakustyka. Budowa ucha ludzkiego. Progi słyszalności. Selektywność dźwięków. Maskowanie dźwięków. Lokalizacja dźwięków. Głos ludzki – proces mówienia. Rytm i dynamika głosu.

Ćwiczenia audytoryjne (26h):
  1. Ciśnienie akustyczne, natężenie dźwięku
  2. Fala płaska
  3. Fala kulista
  4. Superpozycja fal
  5. Źródła dźwięku
  6. Fala stojąca
  7. Rezonatory akustyczne
  8. Zjawiska falowe
  9. Czas pogłosu
  10. Modele pola akustycznego
  11. Dźwięk w pomieszczeniu
  12. Filtry w obróbce sygnałów akustycznych
  13. Ustroje akustyczne
Ćwiczenia laboratoryjne (14h):
  1. Wprowadzenie. Zapoznanie się z laboratoriami akustycznymi
  2. Pomiar ciśnienia akustycznego i natężenia dźwięku. Identyfikacja pola akustycznego – pole w komorze bezechowej i pogłosowej. Interferencja fal
  3. Sumowanie źródeł dźwięku, zależność poziomu ciśnienia (natężenia) dźwięku od odległości
  4. Wyznaczanie równoważnego poziomu dźwięku oraz poziomu ekspozycyjnego na podstawie pomiaru poziomu ciśnienia akustycznego
  5. Badanie zjawiska rezonansu akustycznego
  6. Pomiar prędkości dźwięku w różnych ośrodkach
  7. Wyznaczanie charakterystyk kierunkowości źródeł dźwięku
Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia audytoryjne: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa jest średnią ważoną ocen z egzaminu (55% udziału w ocenie końcowej), z zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych (25%) oraz z zaliczenia laboratoriów (20%), przy czym wszystkie oceny muszą być pozytywne.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Student musi posiadać wiedzę z zakresu matematyki oraz podstawowych zjawisk fizycznych. Zalecana jest także umiejętność obsługi komputera.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:
  1. Baculewski K., Encyklopedia Muzyki, Wydawnictwo Naukowe PWN SA, 2006
  2. Damaske P., Acoustics and Hearing, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2008
  3. Davis D., Patronis E., Sound System Engineering, Focal Press, 2006
  4. Dobrucki A., Podstawy akustyki, Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, 1987
  5. Drobner M., Instrumentoznawstwo i akustyka, Polskie Wydawnictwo Muzyczne, 1997
  6. Engel Z., Panuszka R., Podstawy akustyki, Wydawnictwo AGH, 1989
  7. Everest F. A., Master Handbook of Acoustics, McGraw-Hill, 2007
  8. Gołaś A., Metody komputerowe w akustyce wnętrz i środowiska, Wydawnictwa AGH, 1995
  9. Hojan E., Zasady nagłaśniania pomieszczeń i przestrzeni otwartej, Wydawnictwo Naukowe UAM, 2003
  10. Kuttruff H., Acoustics: An Introduction, Taylor & Francis, 2007
  11. Makarewicz R., Dźwięki i fale, Wydawnictwo Naukowe UAM, 2004
  12. Rossing T. D., Springer Handbook of Acoustics, Science+Business Media, Inc., 2007
  13. Toole F. E., Sound Reproduction: Loudspeakers and Rooms, Focal Press, 2008
  14. Zieliński T. P., Cyfrowe przetwarzanie sygnałów, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, 2005
Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Acoustics of Orthodox churches in Poland / Paweł MAŁECKI, Jerzy WICIAK, Damian Nowak // Archives of Acoustics ; ISSN 0137-5075. — 2017 vol. 42 no. 4, s. 579–590. — Bibliogr. s. 589–590. — Publikacja dostępna online od: 2017-12-29. — tekst: https://goo.gl/gqzWJg
Active vibration control of rectangular plate with distributed piezoelements excited acoustically and mechanically / M. KOZUPA, J. WICIAK // Acta Physica Polonica. A ; ISSN 0587-4246. — 2010 vol. 118 no. 1, s. 95–98. — Bibliogr. s. 98. — tekst: http://web.a.ebscohost.com/ehost/viewarticle?data=dGJyMPPp44rp2%2fdV0%2bnjisfk5Ie46bRRtq6vTq6k63nn5Kx95uXxjL6prUqzpbBIr6qeT7ipsFKyr55Zy5zyit%2fk8Xnh6ueH7N%2fiVaunsUixra9ItaqvPurX7H%2b75uo%2b4ti7ebfepIzf3btZzJzfhrursE22rrBPrpzkh%2fDj34y75uJ%2bxOvqhNLb9owA&hid=4114
Passive structural acoustic control of the smart plate – FEM simulation / M. S. Kozień, J. WICIAK // Acta Physica Polonica. A ; ISSN 0587-4246. — 2010 vol. 118 no. 6, s. 1186–1188. — Bibliogr. s. 1188. — tekst: http://przyrbwn.icm.edu.pl/APP/PDF/118/a118z6p25.pdf
Sound pressure level analysis of commercials and regular programs / P. MAŁECKI, J. WICIAK // Acta Physica Polonica. A ; ISSN 0587-4246. — 2010 vol. 118 no. 1, s. 118–122. — Bibliogr. s. 121–122. — tekst: http://przyrbwn.icm.edu.pl/APP/PDF/118/a118z1p28.pdf

Informacje dodatkowe:

Brak