Звучни вибрации и бранови. Извори на звук. Звучни вибрации. Карактеристики на звукот

Пред да разберете кои извори на звук постојат, размислете што е звук? Знаеме дека светлината е зрачење. Рефлектирајќи се од предмети, ова зрачење допира до нашите очи и ние можеме да го видиме. Вкусот и мирисот се мали честички на телата кои се перцепирани од нашите соодветни рецептори. Какво животно е овој звук?

Звуците се пренесуваат преку воздухот

Сигурно сте виделе како се свири гитарата. Можеби можете сами да го направите ова. Друга важна работа е звукот што жиците го создаваат во гитарата кога ги кубете. Тоа е точно. Но, кога би можеле да ставите гитара во вакуум и да ги скинете жиците, ќе бидете многу изненадени што гитарата нема да испушта никаков звук.

Ваквите експерименти беа спроведени со најмногу различни тела, а резултатот секогаш беше ист: не се слушаше звук во вакуумот на просторот. Следи логичен заклучок дека звукот се пренесува преку воздухот. Затоа, звукот е нешто што им се случува на честичките од воздухот и телата што произведуваат звук.

Извори на звук - осцилирачки тела

Понатаму. Како резултат на широк спектар на бројни експерименти, беше можно да се утврди дека звукот се јавува поради вибрациите на телата. Извори на звук се тела кои вибрираат. Овие вибрации се пренесуваат од молекулите на воздухот и нашето уво, согледувајќи ги овие вибрации, ги толкува во сензации на звук што ги разбираме.

Не е тешко да се провери. Земете чаша или кристален пехар и ставете го на масата. Лесно допрете го со метална лажица. Ќе слушнете долг тенок звук. Сега допрете ја чашата со раката и чукајте повторно. Звукот ќе се промени и ќе стане многу пократок.

Сега нека неколку луѓе што е можно поцелосно ги обвиткуваат рацете околу чашата, заедно со стеблото, обидувајќи се да не остават ниту една слободна површина, освен многу мало место за удирање со лажица. Повторно удри во чашата. Тешко дека ќе слушнете звук, а оној што ќе биде ќе биде слаб и многу краток. Што значи тоа?

Во првиот случај, по ударот, стаклото слободно осцилирало, неговите вибрации се пренесувале низ воздухот и стигнале до нашите уши. Во вториот случај, повеќето од вибрациите беа апсорбирани од нашата рака, а звукот стана многу пократок како што се намалуваа вибрациите на телото. Во третиот случај, речиси сите вибрации на телото веднаш биле апсорбирани од рацете на сите учесници и телото речиси не вибрирало, па затоа речиси и да не испушта звук.

Истото важи и за сите други експерименти што можете да ги замислите и спроведете. Вибрациите на телата, пренесени на молекулите на воздухот, ќе бидат согледани од нашите уши и интерпретирани од мозокот.

Звучни вибрации на различни фреквенции

Значи звукот е вибрација. Звучните извори ни ги пренесуваат звучните вибрации низ воздухот. Зошто тогаш не ги слушаме сите вибрации на сите предмети? Бидејќи вибрациите доаѓаат во различни фреквенции.

Звукот што го перцепира човечкото уво се звучни вибрации со фреквенција од приближно 16 Hz до 20 kHz. Децата слушаат звуци со повисоки фреквенции од возрасните, а опсегот на перцепција на различни живи суштества генерално многу се разликува.

Извори на звук. Звучни вибрации

Човекот живее во свет на звуци. Звукот за луѓето е извор на информации. Тој ги предупредува луѓето за опасност. Звукот во форма на музика, песната на птиците ни причинува задоволство. Уживаме да слушаме личност со пријатен глас. Звуците се важни не само за луѓето, туку и за животните, за кои доброто откривање на звукот им помага да преживеат.

Звук - ова се механички еластични бранови кои се шират во гасови, течности и цврсти материи.

Причина за звукот - вибрации (осцилации) на телата, иако овие вибрации често се невидливи за нашите очи.

Извори на звук - физички тела кои вибрираат, т.е. треперат или вибрираат на фреквенција
од 16 до 20.000 пати во секунда. Вибрирачкото тело може да биде цврсто, на пример, низа
или Земјината кора, гасовити, на пример, проток на воздух во дувачки музички инструменти
или течност, на пример, бранови на вода.

Волумен

Звучноста зависи од амплитудата на вибрациите во звучниот бран. Единицата за јачина на звукот е 1 Бел (во чест на Александар Греам Бел, пронаоѓачот на телефонот). Во пракса, гласноста се мери во децибели (dB). 1 dB = 0,1 B.

10 dB – шепот;

20–30 dB – стандарди за бучава во станбени простории;
50 dB– разговор со среден обем;
80 г Б – бучава од мотор на камион што работи;
130 dB– праг на болка

Звукот над 180 dB може да предизвика дури и руптура тапанчето.

Високи звуципретставена со бранови со висока фреквенција - на пример, пеење на птици.

Ниски звуциТоа се бранови со ниска фреквенција, како што е звукот на моторот на голем камион.

Звучни бранови

Звучни бранови- Тоа се еластични бранови кои предизвикуваат човекот да го почувствува чувството на звук.

Звучниот бран може да помине многу различни растојанија. На 10-15 км се слуша пукање, на 2-3 км лелекање на коњи и кучиња, а на неколку метри шепоти. Овие звуци се пренесуваат преку воздухот. Но, не само воздухот може да биде проводник на звукот.

Со поставување на увото до шините, можете да го слушнете звукот на воз кој се приближува многу порано и на поголема оддалеченост. Ова значи дека металот го спроведува звукот побрзо и подобро од воздухот. Водата исто така добро го спроведува звукот. Откако нурнавте во водата, јасно можете да ги слушнете камењата како тропаат еден на друг, бучавата од камчињата за време на сурфањето.

Својството на водата - добро го спроведува звукот - е широко користено за извидување на море за време на војна, како и за мерење на морските длабочини.

Неопходен услов за ширење на звучните бранови е присуството на материјален медиум.Во вакуум, звучните бранови не се шират, бидејќи таму нема честички што ја пренесуваат интеракцијата од изворот на вибрации.

Затоа, поради недостаток на атмосфера, на Месечината владее целосна тишина. Дури и падот на метеорит на неговата површина не се слуша за набљудувачот.

Во секој медиум, звукот се движи со различни брзини.

Брзина на звук во воздухот- приближно 340 m/s.

Брзина на звук во вода- 1500 m/s.

Брзина на звук во метали, челик- 5000 m/s.

Во топол воздух, брзината на звукот е поголема отколку во ладниот воздух, што доведува до промена на насоката на ширење на звукот.

ВИЛУЛА

- Ова Метална плоча во форма на буквата У, чии краеви можат да вибрираат откако ќе бидат удирани.

Објавено камертонзвукот е многу слаб и може да се слушне само на кратко растојание.
Резонатор- дрвена кутија на која може да се закачи камертон служи за засилување на звукот.
Во овој случај, емисијата на звук се јавува не само од камертонот, туку и од површината на резонаторот.
Сепак, времетраењето на звукот на камертон на резонатор ќе биде пократко отколку без него.

Е Х О

Силен звук, рефлектиран од пречките, се враќа на изворот на звукот по неколку моменти и слушаме ехо.

Со множење на брзината на звукот со времето поминато од неговото потекло до неговото враќање, можете да одредите двојно растојание од изворот на звук до пречката.
Овој метод за одредување на растојанието до предметите се користи во ехолокација.

Некои животни, на пример лилјаците,
користете го и феноменот на рефлексија на звукот користејќи го методот на ехолокација

Ехолокацијата се заснова на својството на рефлексија на звукот.

Звук - трчање механички бран наи пренесува енергија.
Сепак, моќта на сите луѓе кои зборуваат истовремено глобуседвај повеќе од моќта на еден автомобил Москвич!

Ултразвук.

· Вибрациите со фреквенции кои надминуваат 20.000 Hz се нарекуваат ултразвук. Ултразвукот е широко користен во науката и технологијата.

· Течноста врие кога ќе помине ултразвучен бран (кавитација). Во овој случај, се појавува воден чекан. Ултразвукот може да откине парчиња од површината на метал и да ги скрши цврстите материи. Ултразвукот може да се користи за мешање течности што не се мешаат. Така се подготвуваат емулзиите во масло. Под влијание на ултразвук се случува сапонификација на мастите. Уредите за перење се дизајнирани на овој принцип.

· Широко се користи ултразвук во хидроакустика. Ултразвукот со висока фреквенција се апсорбира многу слабо од водата и може да се прошири на десетици километри. Ако се сретнат со дното, санта мраз или друго солидна, тие се рефлектираат и даваат ехо на голема моќ. На овој принцип е дизајниран ултразвучен ехо звучник.

Во метал ултразвуксе шири практично без апсорпција. Со методот на ултразвучна локација, можно е да се откријат најмалите дефекти во дел со голема дебелина.

· Ефектот на дробење на ултразвукот се користи за производство на ултразвучни рачки за лемење.

Ултразвучни бранови, испратени од бродот, се рефлектираат од потонатиот предмет. Компјутерот го детектира времето кога се појавува ехото и ја одредува локацијата на објектот.

· Ултразвукот се користи во медицината и биологијатаза ехолокација, за идентификување и лекување на тумори и некои дефекти во телесните ткива, во хирургија и трауматологија за дисекција на меките и коскените ткива за време на различни операции, за заварување скршени коски, за уништување на клетки (ултразвук со голема моќност).

Инфразвук и неговото влијание врз луѓето.

Вибрациите со фреквенции под 16 Hz се нарекуваат инфразвук.

Во природата, инфразвукот се јавува поради вителското движење на воздухот во атмосферата или како резултат на бавните вибрации на различни тела. Инфразвукот се карактеризира со слаба апсорпција. Затоа, се шири на долги растојанија. Човечкото тело болно реагира на инфразвучни вибрации. Под надворешни влијанија предизвикани од механички вибрации или звучни бранови на фреквенции од 4-8 Hz, лицето чувствува движење внатрешни органи, на фреквенција од 12 Hz - напад на морска болест.

· Највисок интензитет инфразвучни вибрациисоздаваат машини и механизми кои имаат површини големи димензии, вршење механички вибрации со ниска фреквенција (инфразвук од механичко потекло) или турбулентни текови на гасови и течности (инфразвук од аеродинамичко или хидродинамичко потекло).

Звукот се звучни бранови кои предизвикуваат вибрации ситни честичкивоздух, други гасови, како и течни и цврсти медиуми. Звукот може да се појави само таму каде што има супстанција, без разлика во каква состојба на агрегација се наоѓа. Во вакуумски услови, каде што нема медиум, звукот не се шири, бидејќи нема честички кои дејствуваат како дистрибутери на звучните бранови. На пример, во вселената. Звукот може да се менува, менува, претворајќи се во други форми на енергија. Така, звукот претворен во радио бранови или електрична енергија може да се пренесе на далечина и да се сними на информативни медиуми.

Звучен бран

Движењата на предметите и телата речиси секогаш предизвикуваат флуктуации во околината. Не е важно дали е вода или воздух. За време на овој процес, честичките на медиумот до кој се пренесуваат вибрациите на телото, исто така, почнуваат да вибрираат. Се појавуваат звучни бранови. Покрај тоа, движењата се вршат во насоки напред и назад, прогресивно заменувајќи се едни со други. Затоа, звучниот бран е надолжен. Во него никогаш нема странично движење нагоре и надолу.

Карактеристики на звучните бранови

Како и секоја физички феномен, тие имаат свои количини со кои може да се опишат својствата. Главните карактеристики на звучниот бран се неговата фреквенција и амплитуда. Првата вредност покажува колку бранови се формираат во секунда. Вториот ја одредува јачината на бранот. Звуците со ниска фреквенција имаат ниски перформансифреквенции, и обратно. Фреквенцијата на звукот се мери во Херци, а ако надмине 20.000 Hz, тогаш се јавува ултразвук. Има многу примери на нискофреквентни и високофреквентни звуци во природата и светот околу нас. Цврцорот на славејот, татнежот на громот, татнежот на планинската река и други се сите различни звучни фреквенции. Амплитудата на бранот директно зависи од тоа колку е гласен звукот. Јачината, пак, се намалува со растојанието од изворот на звук. Според тоа, колку бранот е подалеку од епицентарот, толку е помала амплитудата. Со други зборови, амплитудата на звучниот бран се намалува со растојанието од изворот на звук.

Брзина на звукот

Овој индикатор на звучен бран е директно зависен од природата на медиумот во кој се шири. Тука значајна улога играат и влажноста и температурата на воздухот. Во просечни временски услови, брзината на звукот е приближно 340 метри во секунда. Во физиката, постои такво нешто како суперсонична брзина, која е секогаш поголема од брзината на звукот. Ова е брзината со која се движат звучните бранови кога се движи авионот. Авионот се движи од суперсонична брзинапа дури и ги надминува звучните бранови создадени од него. Поради постепено зголемување на притисокот зад авионот, се формира ударен бран на звук. Мерната единица за оваа брзина е интересна и малкумина ја знаат. Се вика Мах. 1 мах е еднаква на брзината на звукот. Ако бранот патува со 2 мах, тогаш тој патува двојно побрзо од брзината на звукот.

Звуци

ВО Секојдневниот животлице има постојани звуци. Нивото на бучава се мери во децибели. Движењето на автомобилите, ветрот, шушкањето на лисјата, преплетувањето на гласовите на луѓето и други аудио звуцисе наши секојдневни придружници. Но на такви звуци аудитивен анализаторчовек има способност да се навикне на тоа. Сепак, постојат и појави со кои не можат да се справат ниту адаптивните способности на човечкото уво. На пример, бучавата поголема од 120 dB може да предизвика болка. Најгласното животно е синиот кит. Кога испушта звуци, може да се слушне на над 800 километри.

Ехо

Како настанува ехо? Сè е многу едноставно овде. Звучниот бран има способност да се рефлектира од различни површини: од вода, од карпа, од ѕидови во празна просторија. Овој бран се враќа кај нас, па слушаме секундарен звук. Не е толку јасен како првобитниот бидејќи дел од енергијата во звучниот бран се троши додека се движи кон пречката.

Ехолокација

Рефлексијата на звукот се користи за различни практични цели. На пример, ехолокација. Се заснова на фактот дека со помош на ултразвучни бранови е можно да се одреди растојанието до објектот од кој се рефлектираат овие бранови. Пресметките се прават со мерење на времето потребно за ултразвукот да патува до некоја локација и да се врати. Многу животни имаат способност за ехолокација. На пример, лилјаците и делфините го користат за да бараат храна. Ехолокацијата најде друга примена во медицината. За време на ултразвучните прегледи, се формира слика на внатрешните органи на една личност. Основата на овој метод е дека ултразвукот, кој влегува во медиум различен од воздухот, се враќа назад, со што се формира слика.

Звучни бранови во музиката

Зошто музичките инструменти испуштаат одредени звуци? Стрелање на гитара, клавирско чукање, ниски тонови на тапани и труби, шармантен тенок глас на флејта. Сите овие и многу други звуци се јавуваат поради вибрациите на воздухот или, со други зборови, поради појавата на звучни бранови. Но, зошто звучи Музички Инструментитолку разновидна? Излегува дека тоа зависи од неколку фактори. Првиот е обликот на алатот, вториот е материјалот од кој е направен.

Ајде да го разгледаме ова користејќи жичани инструменти како пример. Тие стануваат извор на звук кога се допираат жиците. Како резултат на тоа, тие почнуваат да осцилираат и испраќаат животната срединаразлични звуци. Нискиот звук на кој било жичен инструмент се должи на поголемата дебелина и должина на жицата, како и на слабоста на нејзината напнатост. И обратно, колку поцврсто се растегнува жицата, колку е потенка и пократка, толку е повисок звукот добиен како резултат на свирењето.

Дејство на микрофонот

Се заснова на конверзија на енергијата на звучните бранови во електрична енергија. Во овој случај, моменталната јачина и природата на звукот се директно зависни. Внатре во кој било микрофон има тенка плоча направена од метал. Кога е изложен на звук, тој почнува да врши осцилаторни движења. Спиралата на која е поврзана плочата исто така вибрира, што резултира со електрична енергија. Зошто се појавува? Тоа е затоа што микрофонот има и вградени магнети. Кога спиралата осцилира меѓу нејзините столбови, се создава електрична струја, која оди по спиралата, а потоа до звучна колона (звучник) или до опрема за снимање на информативен медиум (касета, диск, компјутер). Патем, микрофонот во телефонот има слична структура. Но, како функционираат микрофоните на фиксна и мобилен телефон? Почетната фаза за нив е иста - звукот на човечкиот глас ги пренесува своите вибрации на плочата на микрофонот, потоа сè оди по сценариото опишано погоре: спирала, која при движење затвора два пола, се создава струја. Што е следно? Со фиксниот телефон, сè е повеќе или помалку јасно - исто како во микрофон, звукот, претворен во електрична струја, поминува низ жиците. Но, што е со мобилен телефон или, на пример, воки-токи? Во овие случаи, звукот се претвора во енергија на радио бранови и го погодува сателитот. Тоа е се.

Резонанца феномен

Понекогаш се создаваат услови кога амплитудата на осцилациите физичкото телонагло се зголемува. Ова се случува поради конвергенција на вредностите на фреквенцијата на принудните осцилации и природната фреквенција на осцилациите на објектот (телото). Резонанца може да биде и корисна и штетна. На пример, за да се извади автомобил од дупка, се стартува и се турка напред-назад за да се предизвика резонанца и да се даде инерција на автомобилот. Но, имаше и случаи негативни последицирезонанца. На пример, во Санкт Петербург, пред околу сто години, еден мост се урна под војниците кои маршираа во дует.

Звук, како што се сеќаваме, се еластични надолжни бранови. И брановите се генерираат од осцилирачки објекти.

Примери на извори на звук: осцилирачки линијар, чијшто еден крај е затегнат, осцилирачки жици, мембрана на звучникот.

Но, осцилирачките објекти не секогаш генерираат звук што се слуша за уво - ако фреквенцијата на нивните осцилации е под 16 Hz, тогаш тие генерираат инфразвук, и ако повеќе од 20 kHz, тогаш ултразвук.

Ултразвукот и инфразвукот се, од гледна точка на физиката, исти еластични вибрации на медиумот како обичниот звук, но увото не може да ги согледа, бидејќи овие фреквенции се премногу далеку од резонантната фреквенција на тапанчето (тапанчето едноставно не може да вибрира со таква фреквенција).

Звуците со висока фреквенција се чувствуваат како потенки, а звуците со ниска фреквенција како басиер.

Ако осцилаторниот систем прави хармонични вибрацииистата фреквенција, нејзиниот звук се нарекува со јасен тон. Обично звучните извори произведуваат звуци од неколку фреквенции одеднаш - тогаш се нарекува најниската фреквенција главен тон, а останатите се нарекуваат призвук. Се одредуваат призвук тембрзвук - токму поради нив можеме лесно да разликуваме пијано од виолина, дури и кога нивната основна фреквенција е иста.

Волумензвукот е субјективна сензација која ни овозможува да ги споредиме звуците како „погласни“ и „помалку гласни“. Волуменот зависи од многу фактори - фреквенција, времетраење, индивидуални карактеристикислушател. Но, најмногу од сè зависи од звучниот притисок, кој е директно поврзан со амплитудата на вибрациите на објектот што го произведува звукот.

Мерната единица за гласност се нарекува сон.

Во практичните проблеми, количина наречена ниво на јачина на звукили ниво на звучен притисок. Оваа вредност се мери во белах [B]или, почесто, во децибели [dB].

Оваа вредност логаритамски зависи од звучниот притисок - односно зголемувањето на притисокот 10 пати го зголемува нивото на јачината на звукот за 1 dB.

Звукот на прелистување на весникот е приближно 20 dB, будилникот е 80 dB, звукот на полетувањето на авион е 100-120 dB (на работ на болка).

Еден од необични апликациизвук (поточно ултразвук) е ехолокација. Можете да направите звук и да го измерите времето потребно за да дојде ехото. Колку е поголемо растојанието до пречката, толку поголемо ќе биде доцнењето. Овој метод на мерење на растојанија обично се користи под вода, но лилјаците го користат директно во воздухот.

Растојанието на ехолокација се одредува на следниов начин:

2r = vt, каде што v е брзината на звукот во медиумот, t е времето на доцнење до ехото, r е растојанието до пречката.

Уредете ја оваа лекција и/или додајте задача и добивајте пари постојано* Додајте ја вашата лекција и/или задачи и добивајте пари постојано

Звуците се пренесуваат преку воздухот

Таквите експерименти беа спроведени со широк спектар на тела, а резултатот беше секогаш ист: никаков звук не можеше да се слушне во безвоздушниот простор. Следи логичен заклучок дека звукот се пренесува преку воздухот. Затоа, звукот е нешто што им се случува на честичките од воздухот и телата што произведуваат звук.

Извори на звук - осцилирачки тела

Звучни вибрации на различни фреквенции

Ушите се многу тенок и нежен инструмент, кој ни е даден од природата, па затоа треба да се грижиме за него, бидејќи замените и аналози се во човечкото телоне постои.