тестування онлайн Звукова хвиля
Звук - це пружні хвилі в середовищі (часто в повітрі), які невидимі, але сприймаються людським вухом (хвиля впливає на барабанну перетинку вуха). Звукова хвиля є поздовжньої хвилею стиснення і розрідження.
Якщо створити вакуум, то чи будемо ми розрізняти звуки? Роберт Бойль в 1660 році помістив годинник в скляну посудину. Відкачавши повітря, він не почув звуку. Досвід доводить, що для поширення звуку необхідне середовище.
Звук може також поширяться в рідкій і твердій середовищі. Під водою добре чути удари каменів. Покладемо годинник на один кінець дерев'яної дошки. Приклавши вухо до іншого кінця, можна ясно почути цокання годинника.
Звукова хвиля поширюється через дерево
Джерело звуку - це обов'язково коливаються тіла. Наприклад, струна на гітарі в звичайному стані не звучить, але варто нам змусити її робити коливальні рухи , Як виникає звукова хвиля.
Однак досвід показує, що не всяке тіло, що коливається є джерелом звуку. Наприклад, не видає звук грузик, підвішений на нитці. Справа в тому, що людське вухо сприймає не все хвилі, а тільки ті, які створюють тіла, що коливаються з частотою від 16Гц до 20000Гц. Такі хвилі називаються звуковими. Коливання з частотою менше 16Гц називається інфразвуком. Коливання з частотою більше 20000Гц називаються ультразвуком.
Швидкість звуку
Звукові хвилі поширюються не миттєво, а з деякою кінцевою швидкістю (аналогічно швидкості рівномірного руху ).
Саме тому під час грози ми спочатку бачимо блискавку, тобто світло (швидкість світла набагато більша за швидкість звуку), а потім доноситься звук.
Швидкість звуку залежить від середовища: в твердих тілах і рідинах швидкість звуку значно більше, ніж в повітрі. Це табличні виміряні постійні . Зі збільшенням температури середовища швидкість звуку зростає, із зменшенням - убуває.
Звуки бувають різними. Для характеристики звуку вводять спеціальні величини: гучність, висота і тембр звуку.
Гучність звуку залежить від амплітуди коливань: чим більше амплітуда коливань, тим голосніше звук. Крім того, сприйняття гучності звуку нашим вухом залежить від частоти коливань в звукової хвилі. Більш високочастотні хвилі сприймаються як більш гучні.
Частота звукової хвилі визначає висоту тону. Чим більше частота коливань джерела звуку, тим вище видається їм звук. Людські голоси по висоті ділять на кілька діапазонів.
Звуки від різних джерел являє собою сукупність гармонійних коливань різних частот. Складова найбільшого періоду (найменшою частоти) називається основним тоном. Решта складових звуку - обертонами. Набір цих складових створює забарвлення, тембр звуку. Сукупність обертонів в голосах різних людей хоч трохи, але відрізняється, це і визначає тембр конкретного голосу.
Відлуння. Відлуння утворюється в результаті відображення звуку від різних перешкод - гір, лісу, стін, великих будівель і т.п. Відлуння виникає тільки в тому випадку, коли відбитий звук сприймається окремо від спочатку сказаного звуку. Якщо відбивають багато і вони знаходяться на різних відстанях від людини, то відбиті звукові хвилі дійдуть до нього в різні моменти часу. В цьому випадку відлуння буде багаторазовим. Перешкода повинно знаходитися на відстані 11м від людини, щоб можна було почути відлуння.
Відображення звуку. Звук відбивається від гладких поверхонь. Тому при використанні рупора звукові хвилі не розсіюються в усі сторони, а утворюють вузькоспрямований пучок, за рахунок чого потужність звуку збільшується, і він поширюється на більшу відстань.
Деякі тварини (наприклад, кажан, дельфін) видають ультразвукові коливання, потім сприймають відображену хвилю від перешкод. Так вони визначають місце розташування і відстань до навколишніх предметів.
Ехолокація. Це спосіб визначення місця розташування тіл по відбитим від них ультразвуковим сигналам. Широко застосовується в мореплавання. На судах встановлюють гідролокатори - прилади для розпізнавання підводних об'єктів і визначення глибини і рельєфу дна. На дні судна поміщають випромінювач і приймач звуку. Випромінювач дає короткі сигнали. Аналізуючи час затримки і напрямок повертаються сигналів, комп'ютер визначає положення і розмір об'єкта відобразив звук.
Ультразвук використовується для виявлення і визначення різних пошкоджень в деталях машин (порожнечі, тріщини і ін.). Прилад, що використовується для цієї мети називається ультразвуковим дефектоскопом. На досліджувану деталь прямує потік коротких ультразвукових сигналів, які відбиваються від знаходяться всередині неї неоднорідностей і, повертаючись, потрапляють в приймач. У тих місцях, де дефектів немає, сигнали проходять крізь деталь без істотного відображення і не реєструються приймачем.
Ультразвук широко використовується в медицині для постановки діагнозу і лікування деяких захворювань. На відміну від рентгенівських променів його хвилі не надають шкідливого впливу на тканини. Діагностичні ультразвукові дослідження (УЗД) дозволяють без хірургічного втручання розпізнати патологічні зміни органів і тканин. Спеціальний пристрій направляє ультразвукові хвилі з частотою від 0,5 до 15МГц на певну частину тіла, вони відбиваються від досліджуваного органу і комп'ютер виводить на екран його зображення.
Для інфразвуку характерне мале поглинання в різних середовищах внаслідок чого інфразвукові хвилі в повітрі, воді і земній корі можуть розповсюджуватися на дуже далекі відстані. Це явище знаходить практичне застосування при визначенні місць сильних вибухів або положення стріляючого зброї. Поширення інфразвуку на великі відстані в море дає можливість передбачення стихійного лиха - цунамі. Медузи, ракоподібні і ін. Здатні сприймати інфразвуки і задовго до настання шторму відчувають його наближення.
джерело: fizmat.by
Якщо створити вакуум, то чи будемо ми розрізняти звуки?