Статья по физике на тему: Звуковые волны читать
Звуковые волны
Мир вокруг нас – это пространство звуков. Звук тесно связан с понятием звуковой волны. Именно благодаря звуковой волне мы имеем возможность не только слышать звук, но и подразделять его на качественные характеристики. Звуковая волна представляет собой механические колебания молекул упругой среды. Как это происходит: в результате возмущения, происходят колебания воздуха в источнике звука, фиксируется перепад давления, так как воздух имеет свойство сжиматься. Избыточное давление оказывает влияние на окружающие слои. И так далее по цепочке. Таков механизм распространения звука. Теорию звуков начали изучать еще в глубокой древности. Пифагор, Аристотель, Леонардо да Винчи, Роберт Бойль, Ньютон заложили основу теории акустики. Акустическими признают колебания, которые способно уловить ухо.
На сегодняшний момент известно, что колебания упругого тела, зафиксированного тисками, имеет тем более высокую частоту, чем короче высвобожденное окончание данного тела. Человеческое ухо начинает улавливать звук, когда частота колебаний превышает 16 Гц. В вакууме звук невозможен. Распространение звука в пространстве зарождается у поверхности тела и начинается с колебаний плотности воздуха. В дальнейшем, по мере распространения звуковой волны, сам звук затухает, так как энергия звука поглощается средой. Явление отражения звуковой волны связано с переходом волны из одной среды в другую, состоящую из других частиц. В новой среде скорость распространения звука иная. На границе двух сред и возникает отражение звука. Это происходит потому, что колебания звуковой волны, создают в новой среде свои колебания и зарождают новую волну. Если преграда является более плотной средой, то отражение сопровождается потерей половины волны. Эхо – пример отражения волны. Барабанная перепонка позволяет человеку слышать звук, т.е. улавливать звуковую волну.
Звук имеет тон. Тоны бывают высокие и низкие. Существуют звуки чистого тона – камертоны. Самый большой камертон дает самый низкий звук. Звуки бывают одного тона, но разной громкости. Громкость звука зависит от энергии звуковой волны. Самый слабый звук, улавливаемый барабанной перепонкой, несет энергию 10-16 Дж/1сек. Интенсивность звука воспринимается как его громкость. Интенсивность определяется в децибелах – дБ, к примеру, шорох листьев – это 10 дБ, шум улицы – 70 дБ. Если же в колебаниях звуковых волн нет гармонии, то наше ухо воспринимает кроме высоты и громкости, еще и новую характеристику звука – его тембр. Распространение звука происходит с различной скоростью. Скорость движения звуковой волны зависит от плотности и сжимаемости среды распространения. Соответственно скорость звука различна в разных средах. Плохо проводят звук войлок, пробка, панели.
Существует интересный факт: частота колебаний звуковой волны, которую воспринимает наблюдатель, различна в случаях, если наблюдатель движется и если он остается на месте. Расстояние влияет на тон звука. Таков эффект получивший название Эффекта Доплера.
см. также:
Все статьи по физике