Akademia Górniczo-Hutnicza logotyp
pl en
pl
Podstawy akustyki
Karta opisu przedmiotu

Informacje podstawowe

Kierunek studiów
Inżynieria Akustyczna
Specjalność
-
Jednostka organizacyjna
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom kształcenia
Studia inżynierskie I stopnia
Forma studiów
Stacjonarne
Profil studiów
Ogólnoakademicki
Cykl dydaktyczny
2025/2026
Kod przedmiotu
RIAKS.Ii4.02500.25
Języki wykładowe
polski
Obligatoryjność
Obowiązkowy
Blok zajęciowy
Przedmioty kierunkowe
Przedmiot powiązany z badaniami naukowymi
Tak
Koordynator przedmiotu
Jerzy Wiciak
Prowadzący zajęcia
Jerzy Wiciak, Adam Pilch, Łukasz Gorazd
Okres
Semestr 3
Forma zaliczenia
Egzamin
Forma prowadzenia i godziny zajęć
Wykład: 40
Ćwiczenia audytoryjne: 15
Ćwiczenia laboratoryjne: 15
Liczba punktów ECTS
6

Efekty uczenia się dla przedmiotu

Kod Efekty w zakresie Kierunkowe efekty uczenia się Metody weryfikacji
Wiedzy – Student zna i rozumie:
W1 posiada ogólną wiedzę z zakresu podstaw akustyki IAK1A_W06, IAK1A_W08, IAK1A_W12, IAK1A_W19, IAK1A_W22 Aktywność na zajęciach, Wykonanie ćwiczeń, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Kolokwium, Egzamin
W2 zna pojęcia z zakresu pola akustycznego i modelowania pola akustycznego IAK1A_W06, IAK1A_W10, IAK1A_W12 Aktywność na zajęciach, Wykonanie ćwiczeń, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Kolokwium, Egzamin
W3 posiada podstawową wiedzę z zakresu źródeł hałasu oraz ich wpływu na środowisko IAK1A_W22 Aktywność na zajęciach, Wykonanie ćwiczeń, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Kolokwium, Egzamin
Umiejętności – Student potrafi:
U1 potrafi dostrzec interdyscyplinarność akustyki, rozróżnia i definiuje podstawowe parametry pola akustycznego, potrafi wykorzystywać metody symulacyjne do modelowania i analizy pola akustycznego IAK1A_U01, IAK1A_U02, IAK1A_U07, IAK1A_U08, IAK1A_U15, IAK1A_U20, IAK1A_U26 Aktywność na zajęciach, Wykonanie ćwiczeń, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Egzamin
U2 potrafi ocenić szkodliwość wpływu różnych źródeł hałasu na człowieka i środowisko IAK1A_U06, IAK1A_U16, IAK1A_U18 Aktywność na zajęciach, Wykonanie ćwiczeń, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Egzamin
Kompetencji społecznych – Student jest gotów do:
K1 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, Wykonanie ćwiczeń, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Kolokwium, Egzamin

Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

W ramach przedmiotu studenci poznają podstawowe zjawiska akustyczne związane z generowaniem, transmisją i percepcją dźwięków. W ramach ćwiczeń audytoryjnych, wprowadzane są podstawowe modele analityczne służące do opisu pola akustycznego.

Nakład pracy studenta

Rodzaje zajęć studenta Średnia liczba godzin* przeznaczonych na zrealizowane aktywności
Wykład 40
Ćwiczenia audytoryjne 15
Ćwiczenia laboratoryjne 15
Przygotowanie do zajęć 60
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 30
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2
Łączny nakład pracy studenta
Liczba godzin
162
Liczba godzin kontaktowych
Liczba godzin
70

* godzina (lekcyjna) oznacza 45 minut

Treści programowe

Lp. Treści programowe Efekty uczenia się dla przedmiotu Formy prowadzenia zajęć
1.

1.      Fale dźwiękowe w płynach. Równania opisujące rozchodzenie się fal (Eulera, ciągłości masy, termodynamiczne równanie stanu). Równanie falowe. Elementarne rozwiązanie dla ruchu harmonicznego: fala płaska – rozwiązanie jedno, dwu i trójwymiarowe, fala kulista. Zapis rzeczywisty i zespolony wielkości opisujących pole akustyczne. Wielkości pochodne opisujące pole akustyczne. Impedancja, natężenie chwilowe i średnie w czasie, energia i moc. Pola zachowawcze i dyssypacyjne. Propagacja fali akustycznej w ośrodku ze startami i w ośrodkach dyspersyjnych.


2.      Promieniowanie źródeł akustycznych i propagacja fal w otwartej przestrzeni. Rodzaje i klasyfikacja źródeł dźwięku. Kierunkowość i charakterystyki kierunkowe. Elementarne źródła dźwięku. Wzór całkowy Rayleigha i wzór dyfrakcyjny Fraunhofera. Promieniowania tłoka drgającego w nieskończonej sztywnej odgrodzie.


3.      Podstawy teorii sygnałów. Analiza Fouriera sygnałów akustycznych. Filtry. 


4.      Zjawiska odbicia i transmisji fali (zmiany w płynie, transmisja z jednego płynu do drugiego, transmisja przez warstwę płynu, odbicie od powierzchni ciała stałego, transmisja przez cienką przegrodę, prawo masy).


5.    Absorpcja i tłumienie dźwięku (pochłanianie przez lepkość, złożona prędkość dźwięku i pochłanianie, pochłanianie przez przewodnictwo cieplne, klasyczny współczynnik pochłaniania, molekularna relaksacja termiczna, absorpcja w cieczach).


6.    Zaburzenia pola akustycznego przez przeszkodę, rozpraszanie dźwięku.


7.      Propagacja fal w obszarach ograniczonych. Ustroje akustyczne (Falowody akustyczne. Rezonatory. Filtry akustyczne. Dyfuzory.


8.  Fale uderzeniowe i eksplozje.


9.      Akustyka słuchu i mowy (fizjologia słuchu, psychologia słyszenia, percepcja mowy, zrozumienie mowy).


10.     Podstawy metody analizy krajobrazu dźwiękowego.

 W1, W2, W3 Wykład
2.

1. Propagacja fali akustycznej


2. Fala stojąca


Ciśnienie i prędkość akustyczna, natężenie dźwięku dla fal stojących, warunki brzegowe, układy wielowymiarowe.


3. Rezonator Helmholtza


Analogie mechanoakustyczne rezonatora Helmholtza, wpływ oporów ruchu na parametry układu.


4. Statystyczna teoria pola akustycznego


Impedancja akustyczna, współczynnik odbicia dźwięku, współczynnik pochłaniania dźwięku, średnia droga swoboda.


5. Czas pogłosu


Narastanie i zanik energii akustycznej w pomieszczeniu, czas pogłosu, poziom ciśnienia akustycznego w pomieszczeniu zamkniętym.


6. Zjawiska falowe


Dyfrakcja, załamanie, refrakcja.

 W1, W2, W3, U1, U2, K1 Ćwiczenia audytoryjne
3.

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

 W1, W2, W3, U1, U2, K1 Ćwiczenia laboratoryjne

Informacje rozszerzone

Metody i techniki kształcenia :

Mini wykład

Rodzaj zajęć Metody zaliczenia Warunki zaliczenia przedmiotu
Wykład Aktywność na zajęciach, Kolokwium, Egzamin Zaliczenie kolokwiów.
Ćwiczenia audytoryjne Aktywność na zajęciach, Wykonanie ćwiczeń, Kolokwium Zaliczenie dwóch kolokwiów obejmujących materiał z zajęć ćwiczeniowych, aktywny udział w zajęciach.
Ćwiczenia laboratoryjne Aktywność na zajęciach, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Kolokwium Pozytywne wyniki z kolokwiów, zaliczenie sprawozdań z przeprowadzonych eksperymentów.

Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu

Egzamin:

Zaliczenie wykładu, pozytywna ocena z ćwiczeń tablicowych, pozytywna ocena z laboratorium.

Wykład:

Zaliczenie kolokwiów.

Ćwiczenia tablicowe:

Zaliczenie dwóch kolokwiów obejmujących materiał z zajęć ćwiczeniowych, aktywny udział w zajęciach. W przypadku stwierdzenia znaczących zaległości w przyswajaniu materiału z zajęć przez studentów, prowadzący dopuszcza możliwość przeprowadzenia dodatkowych kolokwiów, których zaliczenie będzie konieczne do uzyskania pozytywnej oceny końcowej z ćwiczeń audytoryjnych.

Laboratoria:

Pozytywne wyniki z kolokwiów, zaliczenie sprawozdań z przeprowadzonych eksperymentów. Ocena końcowa jest średnią z otrzymanych w trakcie semestru ocen. Nieterminowe uzupełnianie zaległości skutkować będzie obniżeniem oceny.

Sposób obliczania oceny końcowej

Ocena końcowa jest średnią ważoną ocen z egzaminu (60% udziału w ocenie końcowej), z zaliczenia ćwiczeń tablicowych (25%) oraz z zaliczenia laboratoriów (15%), przy czym wszystkie oceny muszą być pozytywne.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach

Ćwiczenia tablicowe:

Student nieobecny na zajęciach zobowiązany jest do uzupełnienia powstałych w wyniku nieobecności braków oraz do wykonania zadań obliczeniowych z danego zakresu materiału wskazanych przez prowadzącego zajęcia. 

Laboratorium:

Nieobecność na zajęciach laboratoryjnych należy odrobić w formie pisemnej w postaci sprawozdania lub instrukcji do tematu ćwiczenia określonego przez prowadzącego.

Wymagania wstępne i dodatkowe

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

Zasady udziału w poszczególnych zajęciach, ze wskazaniem, czy obecność studenta na zajęciach jest obowiązkowa

Wykład:

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:

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:

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.

Literatura

Obowiązkowa
  1. Dobrucki A., Podstawy akustyki, Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, 1987
  2. Engel Z., Panuszka R., Podstawy akustyki, Wydawnictwo AGH, 1989
  3. Everest F. A., Podręcznik akustyki, Wydawnictwo SONIA DRAGA
  4. Makarewicz R., Dźwięki i fale, Wydawnictwo Naukowe UAM, 2017
  5. Malecki I., Teoria fal i układów akustycznych, PWN
  6. Kwiek M., Akustyka laboratoryjna cz. I Podstawy akustyki teoretycznej, PWN
  7. Moore B.C.J., Wprowadzenie do psychologii słyszenia, PWN 1999
Dodatkowa
  1. Kuttruff H., Acoustics: An Introduction, Taylor & Francis, 2007
  2. Rossing T. D., Springer Handbook of Acoustics, Science+Business Media, Inc., 2007
  3. Beranek L., Mellow T., Acoustics sound fields and transducers, Elsevier
  4. Mechel F.P., Formulas of Acoustics 2nd edition, Springer
  5. Rossing T.D., Fletcher N.H., Principles of vibration and sound 2nd edition, Springer

Badania i publikacje

Publikacje
  1. 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
  2. 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
  3. 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
  4. 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