3.2.Звукові хвилі. Інфразвук і ультразвук


1. Джерела та приймачі звуку
Проблемне питання
• Чому коли смикнути за вільний кінець притиснутої до стола лінійки ми почуємо звук?
Коливання лінійки викликає згущення і розрідження повітря і як наслідок – періодичні збільшення та зменшення тиску в зоні коливань. Стиснуте повітря, намагаючись розширитися, тисне на сусідні шари, теж стискуючи їх. Так від лінійки в усі боки починає поширюватися поздовжня механічна хвиля, яка врешті-решт досягає вашого вуха. Тиск повітря біля вушної мембрани періодично змінюється, і мембрана починає коливатися. Кінець лінійки коливається з частотою понад 20 Гц, саме з такою частотою починає коливатися й вушна мембрана, а коливання з частотою від 20 до 20 000 Гц людина сприймає як звук.

Звук – це фізичне явище, що являє собою механічну хвилю частотою від 20 до 20 000 Гц.
     

Джерела звуку –  це різноманітні тіла, що коливаються із частотою 20-20000 Гц. (мембрани навушників і струни музичних інструментів, дифузори гучномовців і крила комах, частини машин)

Приймачі звуку – це тіла, в яких відбувається перетворення звукових сигналів на інші сигнали, завдяки чому звук можна сприймати та аналізувати. (органи слуху людини та тварин, – в цих органах звукові (механічні) коливання перетворюються на нервові імпульси. Мікрофон – звукові коливання перетворюються на електричні)

2. Швидкість поширення звуку
Проблемне питання
• Чому грім чути пізніше за спалах блискавки? (Звукові хвилі, поширюються з кінцевою швидкістю, яка набагато менша за швидкість світла. За температури 20°С швидкість звуку в повітрі становить приблизно 340 м/с.)

Швидкість поширення звуку залежить від густини, пружності, температури, складу та інших характеристик середовища.
Приблизні значення швидкості поширення звуку в деяких середовищах
Середовище
v, м/с
Вода
1500
Водень
1250
Залізо, сталь, чавун
5000
Повітря
340
Скло
4500
Проблемні питання
• Чому швидкість поширення звуку у водні більша, ніж у повітрі, а в сталі більша, ніж у воді? (Чим густіше пружне середовище, тим швидкість звуку більша).

• Чому неможливо почути гуркіт ракетних двигунів у космосі? (У вакуумі звук не поширюється, бо відсутнє середовище, частинки якого можуть коливатися).



3. Характеристики звуку
Тон звуку:
Чим більшою є частота звуку, тим вищий тон звуку, і навпаки. (Високий тон дзижчання комара, низький тон мукання корови)

Гучність звуку:
Чим більша амплітуда, тим гучніший звук.


4. Відбивання звуку
Відлуння – це звук, відбитий від віддаленої перешкоди.

Проблемне питання
• Для чого в студіях звукозапису стіни вкривають шаром звукопоглинальних матеріалів?

5. Інфразвук і ультразвук
Інфразвукові хвилі – це звукові хвилі, частота яких менша за 20 Гц.
Інфразвукові хвилі виникають під час роботи деяких механізмів, у разі вибухів, обвалів, потужних поривів вітру, під час шторму, землетрусу.
Інфразвук є дуже небезпечним для тварин і людини: він може викликати симптоми морської хвороби, запаморочення, засліплення, спричинити підвищену агресивність. У разі тривалої дії інтенсивне інфразвукове випромінювання може призвести до зупинки серця.


Ультразвукові хвилі – це звукові хвилі, частота яких перевищує 20 кГц.
Ультразвук наявний у шумі вітру та водоспаду, у звуках, які видають деякі живі істоти.
Проблемне питання
• Як у повній темряві кажани та дельфіни знаходять здобич? (Кажани та дельфіни випромінюють ультразвук і сприймають його відлуння, завдяки чому вони навіть у повній темряві можуть знайти дорогу або спіймати здобич.)

Ехолокація – спосіб виявлення й отримання інформації про об’єкт за допомогою відлуння.
У медицині ехолокація дозволяє «побачити» ще не народжене немовля, дослідити стан внутрішніх органів, виявити сторонні тіла в тканинах.
У техніці ехолокацію застосовують для виявлення дефектів у виробах, вимірювання глибин морів і океанів.


Немає коментарів:

Дописати коментар