Ta lekcija izpostavi temo zvočni valovi". V tej lekciji bomo nadaljevali s študijem akustike. Najprej ponovimo definicijo zvočnega valovanja, nato obravnavamo njihova frekvenčna območja in se seznanimo s pojmom ultrazvočno in infrazvočno valovanje. Pogovarjali se bomo tudi o lastnostih zvočnih valov v različnih medijih in ugotovili, kakšne lastnosti imajo. .
Zvočni valovi - to so mehanske vibracije, ki jih človek zaznava pri širjenju in interakciji z organom sluha (slika 1).
riž. 1. Zvočni val
Razdelek, ki se v fiziki ukvarja s temi valovi, se imenuje akustika. Poklic ljudi, ki jih običajno imenujemo "slišači", je akustika. Zvočno valovanje je valovanje, ki se širi v elastičnem mediju, je longitudinalno valovanje, pri širjenju v elastičnem mediju pa se izmenjujeta stiskanje in redčenje. Sčasoma se prenaša na daljavo (slika 2).
riž. 2. Širjenje zvočnega valovanja
Med zvočne valove spadajo takšne vibracije, ki se izvajajo s frekvenco od 20 do 20.000 Hz. Te frekvence ustrezajo valovni dolžini 17 m (za 20 Hz) in 17 mm (za 20.000 Hz). Ta obseg se bo imenoval zvočni zvok. Te valovne dolžine so podane za zrak, katerega hitrost širjenja zvoka je enaka.
Obstajajo tudi razponi, s katerimi se ukvarjajo akustiki - infrazvočni in ultrazvočni. Infrazvočni so tisti, ki imajo frekvenco manjšo od 20 Hz. In ultrazvočni so tisti, ki imajo frekvenco več kot 20.000 Hz (slika 3).
riž. 3. Razponi zvočnih valov
Vsak izobražena oseba mora krmariti v frekvenčnem območju zvočnih valov in vedeti, da če gre na ultrazvočni pregled, bo slika na računalniškem zaslonu zgrajena s frekvenco več kot 20.000 Hz.
Ultrazvok - To so mehanski valovi, podobni zvočnim valovom, vendar s frekvenco od 20 kHz do milijarde hercev.
Imenujejo se valovi s frekvenco več kot milijardo hercev hiperzvočni.
Ultrazvok se uporablja za odkrivanje napak v litih delih. Tok kratkih ultrazvočnih signalov je usmerjen na testirani del. Na tistih mestih, kjer ni napak, gredo signali skozi del, ne da bi jih sprejemnik registriral.
Če je v delu razpoka, zračna votlina ali druga nehomogenost, se ultrazvočni signal odbije od njega in, ko se vrne, vstopi v sprejemnik. Takšna metoda se imenuje ultrazvočno odkrivanje napak.
Drugi primeri uporabe ultrazvoka so naprave ultrazvok, ultrazvočne naprave, ultrazvočna terapija.
Infrazvok - mehansko valovanje, podobno zvočnim valovanjem, vendar s frekvenco manj kot 20 Hz. Človeško uho jih ne zazna.
Naravni viri infrazvočnih valov so nevihte, cunamiji, potresi, orkani, vulkanski izbruhi, nevihte.
Infrazvok so tudi pomembni valovi, ki se uporabljajo za vibriranje površine (na primer za uničenje nekaterih velikih predmetov). Izpustimo infrazvok v zemljo - in zemlja se zdrobi. Kje se to uporablja? Na primer v rudnikih diamantov, kjer vzamejo rudo, ki vsebuje diamantne komponente, in jo zdrobijo na majhne delce, da bi našli te diamantne vključke (slika 4).
riž. 4. Uporaba infrazvoka
Hitrost zvoka je odvisna od okoljskih pogojev in temperature (slika 5).
riž. 5. Hitrost širjenja zvočnega valovanja v različnih medijih
Upoštevajte: v zraku je hitrost zvoka enaka , medtem ko se hitrost poveča za . Če ste raziskovalec, vam bo takšno znanje lahko koristilo. Morda si boste omislili celo nekakšen temperaturni senzor, ki bo zaznal temperaturna odstopanja s spreminjanjem hitrosti zvoka v mediju. Vemo že, da čim gostejši je medij, bolj resna je interakcija med delci medija, hitreje se valovanje širi. O tem smo razpravljali v zadnjem odstavku na primeru suhega in zračnega vlažen zrak. Za vodo hitrost širjenja zvoka. Če ustvarite zvočni val (potrkate na vilice), bo hitrost njegovega širjenja v vodi 4-krat večja kot v zraku. Po vodi bodo informacije dosegle 4-krat hitreje kot po zraku. In še hitreje v jeklu: 
(slika 6).
riž. 6. Hitrost širjenja zvočnega valovanja
Veš iz epov, ki jih je uporabljal Ilja Muromec (in vsi junaki ter navadni ruski ljudje in fantje iz Gaidarjevega revolucionarnega vojaškega sveta), uporabljal zelo zanimiv način zaznavanje predmeta, ki se približuje, a je še daleč. Zvok, ki ga oddaja med premikanjem, še ni slišen. Ilya Muromets, z ušesi do tal, jo lahko sliši. Zakaj? Ker se zvok preko trdnih tal prenaša z večjo hitrostjo, kar pomeni, da bo hitreje prišel do ušesa Ilje Muromca in ta se bo lahko pripravil na srečanje s sovražnikom.
Najbolj zanimivi zvočni valovi so glasbeni zvoki in hrup. Kateri predmeti lahko ustvarjajo zvočne valove? Če vzamemo vir valovanja in elastični medij, če povzročimo, da vir zvoka harmonično vibrira, potem bomo imeli čudovit zvočni val, ki ga bomo imenovali glasbeni zvok. Ti viri zvočnih valov so lahko na primer strune kitare ali klavirja. To je lahko zvočno valovanje, ki nastane v reži zračne cevi (orgle ali cevi). Pri glasbenem pouku poznate note: do, re, mi, fa, sol, la, si. V akustiki jih imenujemo toni (slika 7).
riž. 7. Glasbeni toni
Vsi predmeti, ki lahko oddajajo tone, bodo imeli funkcije. Kako se razlikujejo? Razlikujejo se po valovni dolžini in frekvenci. Če teh zvočnih valov ne ustvarjajo harmonično zveneča telesa ali niso povezani v skupno orkestrsko skladbo, potem takšno število zvokov imenujemo hrup.
Hrup- naključna nihanja različne fizične narave, za katere je značilna kompleksnost časovne in spektralne strukture. Pojem hrupa je vsakdanji in fizikalni, zelo sta si podobna, zato ga uvajamo kot ločen pomemben predmet obravnave.
Pojdimo naprej kvantitativne ocene zvočni valovi. Kakšne so značilnosti glasbenih zvočnih valov? Te značilnosti veljajo izključno za harmonične zvočne vibracije. Torej, glasnost zvoka. Kaj določa glasnost zvoka? Upoštevajte širjenje zvočnega valovanja v času ali nihanje vira zvočnega valovanja (slika 8).
riž. 8. Glasnost zvoka
Hkrati, če sistemu nismo dodali veliko zvoka (na primer nežno udarili po klavirski tipki), potem bo tih zvok. Če glasno, visoko dvignjeno roko, pokličemo ta zvok z udarcem po tipki, dobimo glasen zvok. Od česa je odvisno? Tihi zvoki imajo manj vibracij kot glasen zvok.
Naslednja pomembna značilnost glasbenega zvoka in katerega koli drugega je višina. Kaj določa višino zvoka? Višina je odvisna od frekvence. Lahko poskrbimo, da vir pogosto niha ali pa poskrbimo, da ne niha zelo hitro (to pomeni, da naredi manj nihanj na časovno enoto). Upoštevajte časovni premik visokega in nizkega zvoka iste amplitude (slika 9).
riž. 9. Smola
Iz tega je mogoče narediti zanimiv zaključek. Če oseba poje v basu, potem njegov vir zvoka (to so glasilke) niha nekajkrat počasneje kot pri osebi, ki poje sopran. V drugem primeru glasnice pogosteje vibrirajo, zato pogosteje povzročajo žarišča stiskanja in redčenja pri širjenju valov.
Obstaja še ena zanimiva lastnost zvočnih valov, ki jih fiziki ne preučujejo. to tember. Poznate in zlahka ločite isto skladbo, zaigrano na balalajki ali na violončelu. Kakšna je razlika med temi zvoki ali tem nastopom? Na začetku poskusa smo ljudi, ki proizvajajo zvoke, prosili, naj jih naredijo približno enake amplitude, da bo glasnost zvoka enaka. To je tako kot pri orkestru: če ni treba posebej izpostaviti inštrumenta, vsi igrajo približno enako, z enako močjo. Torej je zvok balalajke in violončela drugačen. Če bi z diagrami narisali zvok, ki se izloča iz enega inštrumenta, iz drugega, potem bi bili enaki. Toda te inštrumente zlahka ločite po zvoku.
Še en primer pomembnosti tembra. Predstavljajte si dva pevca, ki končata isto glasbeno šolo pri istih profesorjih. Učili so se enako dobro s peticami. Eden iz neznanega razloga postane izjemen izvajalec, drugi pa je vse življenje nezadovoljen s svojo kariero. Pravzaprav je to odvisno izključno od njihovega inštrumenta, ki povzroča ravno glasovne vibracije v okolju, torej se njihovi glasovi razlikujejo po tembru.
Bibliografija
- Sokolovich Yu.A., Bogdanova G.S. Fizika: priročnik s primeri reševanja problemov. - Prerazporeditev 2. izdaje. - X .: Vesta: založba "Ranok", 2005. - 464 str.
- Peryshkin A.V., Gutnik E.M., Fizika. 9. razred: učbenik za splošno izobraževanje. ustanove / A.V. Periškin, E.M. Gutnik. - 14. izd., stereotip. - M .: Bustard, 2009. - 300 str.
- Internetni portal "eduspb.com" ()
- Internetni portal "msk.edu.ua" ()
- Internetni portal "class-fizika.narod.ru" ()
Domača naloga
- Kako se zvok širi? Kaj je lahko vir zvoka?
- Ali lahko zvok potuje v vesolju?
- Ali on zazna vsak val, ki doseže človeško uho?
Okoli nas je veliko zvočni viri: glasbila in tehnični instrumenti, človeške glasilke, morski valovi, veter in drugo. zvok ali kako drugače zvočni valovi- to so mehanske vibracije medija s frekvencami 16 Hz - 20 kHz(glej § 11-a).
Upoštevajte izkušnje. Če budilko položimo na blazino pod zvon zračne črpalke, opazimo, da bo tiktakanje postalo tišje, a še vedno slišno. Ko izčrpamo zrak izpod zvonca, ne bomo več slišali zvoka. Ta izkušnja potrjuje, da se zvok širi po zraku in se ne širi v vakuumu.
Hitrost zvoka v zraku je razmeroma visoka: leži v območju od 300 m/s pri –50°С do 360 m/s pri +50°С. To je 1,5-krat več od hitrosti potniškega letala. Zvok potuje veliko hitreje v tekočinah in v trdne snovi- še hitreje. V jekleni tirnici je na primer hitrost zvoka » 5000 m/s.
Poglejte si grafe nihanja zračnega tlaka na ustih osebe, ki poje zvoka "A" in "O". Kot lahko vidite, so nihanja kompleksna, sestavljena iz več nihanj, ki se med seboj prekrivajo. Hkrati jasno vidna osnovna nihanja, katerih frekvenca je skoraj neodvisna od govorjenega zvoka. Za moški glas je to približno 200 Hz, za ženski - 300 Hz.
l max = 360 m/s: 200 Hz » 2 m, l min = 300 m/s: 300 Hz » 1 m.
Torej je dolžina zvočnega vala glasu odvisna od temperature zraka in osnovne frekvence glasu. Če se spomnimo našega znanja o difrakciji, bomo razumeli, zakaj se glasovi ljudi slišijo v gozdu, tudi če jih ovirajo drevesa: zvoki z valovno dolžino 1–2 m se zlahka upognejo okoli debla dreves, katerih premer je manjši od metra.
Naredimo poskus, ki bo potrdil, da so viri zvoka res nihajoča telesa.
Vzemimo napravo vilice- kovinska frača nameščena na škatli brez prednje stene za boljše oddajanje zvočnih valov. Če s kladivom udarite po koncih glasbene vilice, bo ta oddala "čist" zvok, imenovan glasbeni ton(na primer nota "la" prve oktave s frekvenco 440 Hz). Premaknimo zvenečo vilico na svetlobno kroglico na nitki in ta se bo takoj odbila v stran. To se zgodi prav zaradi pogostega nihanja koncev frače tuning vilic.
Razloga, od katerih je odvisna frekvenca nihanja telesa, sta njegova prožnost in velikost. kako večja velikost telesa, nižja je frekvenca. Zato na primer sloni z velikimi glasilkami oddajajo nizkofrekvenčne zvoke (base), miši, katerih glasilke so precej manjše, pa visokofrekvenčne zvoke (cviljenje).
Od prožnosti in velikosti ni odvisno le, kako bo telo zvenelo, ampak tudi to, kako bo zaznalo zvoke in se nanje odzvalo. Pojav močnega povečanja amplitude nihanj, ko frekvenca zunanjega vpliva sovpada z naravno frekvenco telesa, se imenuje resonanca (lat. “razumno” - odgovorim). Naredimo poskus, da opazujemo resonanco.
Postavimo dve enaki vilici eno poleg druge, tako da ju obrnemo drugo proti drugi na tiste stranice škatel, kjer ni sten. S kladivom udarite po levi tuning vilici. V sekundi ga bomo zadušili z roko. Slišali bomo, da se oglasi druga vilica, na katero nismo udarili. Pravijo, da je prava tuning vilica odmeva to pomeni, da zajame energijo zvočnih valov iz leve tuning vilice, zaradi česar poveča amplitudo lastnih nihanj.
Viri zvoka.
Zvočne vibracije
Oris lekcije.
1. Organizacijski trenutek
Živjo družba! Naša lekcija ima široko praktično uporabo v vsakdanji praksi. Zato bodo vaši odgovori odvisni od opazovanja v življenju in od sposobnosti analiziranja vaših opažanj.
2. Ponovitev osnovnega znanja.
Na platnu projektorja so prikazani diapozitivi št. 1, 2, 3, 4, 5 (Priloga 1).
Fantje, pred vami je križanka, z reševanjem katere se boste naučili ključne besede lekcije.
1. fragment: poimenuj fizikalni pojav
2. delček: poimenovati fizikalni proces
3. fragment: poimenovati fizikalno količino
4. fragment: poimenujte fizično napravo
R | Z | H | ||||||||
AT | ||||||||||
pri | ||||||||||
Za |
Bodite pozorni na označeno besedo. Ta beseda je "ZVOK", je ključna beseda lekcije. Naša lekcija je posvečena zvoku in zvočnim vibracijam. Torej, tema lekcije je "Viri zvoka. Zvočne vibracije". V lekciji boste izvedeli, kaj je izvor zvoka, kaj so zvočne vibracije, njihov nastanek in nekaj praktične aplikacije v tvojem življenju.
3. Razlaga nove snovi.
Naredimo poskus. Namen poskusa: ugotoviti vzroke zvoka.
Izkušnje s kovinskim ravnilom(priloga 2).
Kaj ste opazili? Kakšen je lahko sklep?
Zaključek: vibrirajoče telo ustvarja zvok.
Naredimo naslednji poskus. Namen poskusa: ugotoviti, ali zvok vedno ustvarja nihajoče telo.
Naprava, ki jo vidite pred seboj, se imenuje vilice.
Eksperimentirajte z glasbenimi vilicami in teniško žogico, obešeno na nitko(Priloga 3) .
Slišite zvok, ki ga oddaja glasbena vilica, vendar vibracije glasbene vilice niso opazne. Da se prepričamo, da glasbena vilica niha, jo previdno premaknimo na senčno kroglo, ki visi na nitki, in preverimo, ali se vibracije glasbene vilice prenašajo na kroglo, ki se občasno giblje.
Zaključek: zvok ustvarja vsako nihajoče telo.
Živimo v oceanu zvokov. Zvok proizvajajo zvočni viri. Obstajajo tako umetni kot naravni viri zvoka. Za naravni viri zvok refer glasilke (Priloga 1 - diapozitiv št. 6) Zrak, ki ga dihamo, zapusti pljuča skozi Airways v grlo. Larinks vsebuje glasilke. Pod pritiskom izdihanega zraka začnejo nihati. Vlogo resonatorja igrajo usta in nos, pa tudi prsni koš. Za artikuliran govor so poleg glasilk potrebni še jezik, ustnice, lica, mehko nebo in epiglotis.
Med naravne vire zvoka spada tudi brenčanje komarja, muhe, čebele ( prhutajoča krila).
vprašanje:kaj ustvarja zvok.
(Zrak v balonu je pod pritiskom, ko je stisnjen. Nato se dramatično razširi in ustvari zvočno valovanje.)
Zvok torej ne ustvarja samo nihajočega, ampak tudi močno širijočega se telesa. Očitno je, da se v vseh primerih pojava zvoka plasti zraka premikajo, to je, da nastane zvočno valovanje.
Zvočno valovanje je nevidno, lahko ga le slišimo in tudi registriramo s fizičnimi napravami. Za registracijo in preučevanje lastnosti zvočnega valovanja uporabljamo računalnik, ki ga fiziki trenutno veliko uporabljajo za raziskovanje. Na računalnik je nameščen poseben raziskovalni program, priključen je mikrofon, ki zajame zvočne vibracije (Priloga 4). Poglej na zaslon. Na zaslonu vidite grafični prikaz zvočne vibracije. Kaj je ta grafikon? (sinusoid)
Eksperimentirajmo s tuning vilicami s peresom. Z gumijastim kladivom udarite po glasbenih vilicah. Učenci vidijo tresljaje glasbene vilice, ne slišijo pa zvoka.
vprašanje:Zakaj obstajajo vibracije, vendar ne slišite zvoka?
Izkazalo se je, fantje, da človeško uho zaznava zvoke v razponu od 16 Hz do Hz, to je slišen zvok.
Poslušajte jih preko računalnika in ujemite spremembo frekvenc razpona (priloga 5). Bodite pozorni na to, kako se oblika sinusoide spreminja s spremembo frekvence zvočnih nihanj (obdobje nihanja se zmanjša, zato se frekvenca poveča).
Obstajajo zvoki, ki jih človeško uho ne sliši. To sta infrazvok (območje nihanja manj kot 16 Hz) in ultrazvok (območje več kot Hz). Shemo frekvenčnih območij vidite na tabli, narišite jo v zvezek (Priloga 5). Z raziskovanjem infra in ultrazvoka so znanstveniki odkrili veliko zanimive lastnosti ti zvočni valovi. O teh zanimiva dejstva nam bodo povedali tvoji sošolci (Priloga 6).
4. Utrjevanje preučenega gradiva.
Za utrjevanje preučene snovi v lekciji predlagam igranje igre DRŽI-NE DRŽI. Preberem situacijo, vi pa dvignete znak DRŽI ali NE DRŽI in pojasnite svoj odgovor.
Vprašanja. 1. Ali je res, da je vsako nihajoče telo izvor zvoka? (prav).
2. Ali je res, da glasba zveni glasneje v polni dvorani kot v prazni? (napačno, saj prazna dvorana deluje kot resonator za vibracije).
3. Ali drži, da komar maha s krili hitreje kot čmrlj? (res, ker je zvok, ki ga proizvaja komar, višji, zato je večja tudi frekvenca nihanja kril).
4. Ali je res, da tresljaji zveneče vilice hitreje pojenjajo, če njeno nogo položimo na mizo? (pravilno, ker se tresljaji glasbene vilice prenašajo na mizo).
5. Ali je res, da netopirji videti z zvokom? (pravilno, saj netopirji oddajajo ultrazvok in nato poslušajo odbiti signal).
6. Ali je res, da nekatere živali "napovejo" potres s pomočjo infrazvoka? (Tako je, na primer sloni začutijo potres čez nekaj ur in so ob tem izjemno navdušeni).
7. Ali je res, da infrazvok povzroča duševne motnje v ljudeh? (tako je, v Marseillu (Francija) poleg znanstveno središče je bila zgrajena manjša tovarna. Kmalu po lansiranju v enem od znanstvenih laboratorijev odkril nenavadne pojave. Po tem, ko je nekaj ur ostal v njeni sobi, je raziskovalec postal popolnoma neumen: komaj je mogel rešiti celo preprost problem).
In na koncu predlagam, da ključne besede lekcije dobite iz izrezanih črk, tako da jih preuredite.
KVZU - ZVOK
RAMTNOKE - TUNING FORK
TRAKZUVLU - ULTRAZVOK
FRAKVZUNI - INFRAZOUND
OKLABEINJA - VASKULACIJE
5. Povzetek lekcije in domača naloga.
Rezultati lekcije. V lekciji smo ugotovili, da:
Da vsako nihajoče telo ustvarja zvok;
Zvok se širi po zraku kot zvočni valovi;
Zvoki so slišni in neslišni;
Ultrazvok je neslišen zvok, katerega frekvenca nihanja je višja od 20 kHz;
Infrazvok je neslišen zvok s frekvenco nihanja pod 16 Hz;
Ultrazvok se pogosto uporablja v znanosti in tehnologiji.
Domača naloga:
1. §34, ex. 29 (Peryshkin 9 celic)
2. Nadaljujte s sklepanjem:
Slišim zvok: a) leti; b) padli predmet; c) nevihte, ker ....
Ne slišim zvoka: a) plezajočega goloba; b) od orla, ki lebdi v nebu, ker ...
Veja fizike, ki se ukvarja z zvočnimi nihanji, se imenuje akustika.
Človeško uho je zasnovano tako, da kot zvok zaznava tresljaje s frekvenco od 20 Hz do 20 kHz. Nizke frekvence (zvok bas bobna ali orgel) uho zazna kot nizke tone. Piščal ali cviljenje komarja ustreza visokim frekvencam. Imenujejo se nihanja s frekvenco pod 20 Hz infrazvok, in s frekvenco nad 20 kHz - ultrazvok. Oseba ne sliši takšnih vibracij, vendar obstajajo živali, ki slišijo infrazvoke, ki prihajajo zemeljska skorja pred potresom. Ko jih slišijo, živali zapustijo nevarno območje.
V glasbi akustične frekvence ustrezajo ampak tam. Opomba "la" glavne oktave (ključ C) ustreza frekvenci 440 Hz. Opomba "la" naslednje oktave ustreza frekvenci 880 Hz. In tako se vse ostale oktave razlikujejo po frekvenci točno dvakrat. Znotraj vsake oktave ločimo 6 tonov oziroma 12 poltonov. Vsak ton ima frekvenco yf2~ 1,12 razlikuje od frekvence prejšnjega tona, vsak polton se od prejšnje razlikuje za "$2. Vidimo, da se vsaka naslednja frekvenca od prejšnje ne razlikuje za nekaj Hz, ampak za enako število krat. Takšna lestvica se imenuje logaritemski, saj bo enaka razdalja med toni točno na logaritemski lestvici, kjer ni vrisana vrednost sama, ampak njen logaritem.
Če zvok ustreza eni frekvenci v (ali s = 2tcv), potem se imenuje harmonično ali monokromatsko. Čisto harmonični zvoki so redki. Zvok skoraj vedno vsebuje niz frekvenc, kar pomeni, da je njegov spekter (glej razdelek 8 tega poglavja) kompleksen. Glasbene vibracije vedno vsebujejo osnovni ton cco \u003d 2n / T, kjer je T obdobje, in nabor prizvokov 2 (Oo, Zco 0, 4coo itd. Niz prizvokov, ki označuje njihovo intenzivnost v glasbi, se imenuje tember. Drugačen glasbila, imajo različni pevci, ki vzamejo isto noto, različen tember. To jim daje različne barve.
Možna je tudi mešanica ne-večkratnih frekvenc. V klasični evropski glasbi to velja za disonantno. Vendar pa se uporablja v sodobni glasbi. Uporablja se celo počasno gibanje poljubnih frekvenc v smeri naraščanja ali zmanjševanja (ukulele).
Pri neglasbenih zvokih je možna poljubna kombinacija frekvenc v spektru in njihovo časovno spreminjanje. Spekter takšnih zvokov je lahko zvezen (glej razdelek 8). Če so intenzitete za vse frekvence približno enake, potem se tak zvok imenuje "beli šum" (izraz je vzet iz optike, kjer Bela barva je celota vseh frekvenc).
Zvoki človeškega govora so zelo zapleteni. Imajo zapleten spekter, ki se sčasoma hitro spreminja pri izgovorjavi posameznega zvoka, besede ali celotne fraze. To daje zvokom govora različne intonacije in poudarke. Posledično je mogoče eno osebo razlikovati od druge po glasu, tudi če izgovarja iste besede.
Preidimo na obravnavo zvočnih pojavov.
Svet zvokov, ki nas obdaja, je raznolik - glasovi ljudi in glasba, petje ptic in brenčanje čebel, grmenje med nevihto in hrup gozda v vetru, zvok mimo vozečih avtomobilov, letal in drugih predmetov. .
Pozor!
Viri zvoka so nihajoča telesa.
primer:
V primež pritrdimo elastično kovinsko ravnilo. Če njegov prosti del, katerega dolžina je izbrana na določen način, spravimo v nihajno gibanje, bo ravnilo oddalo zvok (slika 1).
Tako je nihajoče ravnilo vir zvoka.
Razmislite o sliki zveneče strune, katere konci so pritrjeni (slika 2). Zabrisani obrisi te strune in navidezna odebelitev na sredini kažejo, da struna vibrira.
Če približate konec papirnatega traku zveneči struni, bo trak odskočil od udarcev strune. Dokler struna vibrira, se sliši zvok; zaustavite struno in zvok se ustavi.
Slika 3 prikazuje tuning vilice - ukrivljeno kovinsko palico na nogi, ki je nameščena na škatli resonatorja.
Če z mehkim kladivom udarite po vilici (ali nanjo narišete lok), se bo zvočila vilica (slika 4).
Svetlobno kroglico (stekleno kroglico), obešeno na nitki, približamo zvenečim glasbenim vilicam - krogla se bo odbila od glasbenih vilic, kar kaže na nihanje njenih vej (slika 5).
Da bi »posneli« tresljaje glasbene vilice z majhno (razreda \(16\) Hz) lastno frekvenco in veliko amplitudo nihanja, lahko privijemo tanek in ozek kovinski trak s konico na konec ene od njenih vej. Konico je treba upogniti navzdol in se je rahlo dotakniti s ploščo iz dimljenega stekla, ki leži na mizi. Ko se plošča hitro premika pod nihajočimi vejami glasbene vilice, pusti konica na plošči sled v obliki valovite črte (slika 6).
Valovita črta, narisana na plošči s konico, je zelo blizu sinusoide. Tako lahko domnevamo, da vsaka veja zveneče glasbene vilice izvaja harmonična nihanja.
Različni poskusi kažejo, da vsak vir zvoka nujno niha, tudi če so ta nihanja očesu neopazna. Na primer, zvoki glasov ljudi in mnogih živali nastanejo kot posledica nihanja njihovih glasilk, zvoka pihalnih glasbil, zvoka sirene, žvižganja vetra, šelestenja listov, grmenje je posledica nihanj zračnih mas.
Pozor!
Vsako nihajoče telo ni vir zvoka.
Na primer, vibrirajoča utež, obešena na nit ali vzmet, ne oddaja zvoka. Kovinsko ravnilo bo prav tako prenehalo zveneti, če njegov prosti konec podaljšamo tako, da frekvenca njegovega nihanja postane manjša od \ (16 \) Hz.
Človeško uho je sposobno zaznati kot zvok mehanske vibracije s frekvenco od \(16\) do \(20.000\) Hz (običajno se prenašajo po zraku).
Mehanska nihanja, katerih frekvenca je v območju od \(16\) do \(20000\) Hz, imenujemo zvok.
Določene meje zvočnega območja so pogojne, saj so odvisne od starosti ljudi in posamezne lastnosti njihov slušni aparat. Običajno se s starostjo zgornja frekvenčna meja zaznanih zvokov znatno zniža - nekateri starejši lahko slišijo zvoke s frekvencami, ki ne presegajo \(6000\) Hz. Otroci, nasprotno, lahko zaznajo zvoke, katerih frekvenca je nekoliko višja od \ (20.000 \) Hz.
Mehanske vibracije, katerih frekvenca presega \(20.000\) Hz, imenujemo ultrazvočne, vibracije s frekvencami, nižjimi od \(16\) Hz, pa infrazvočne.
Ultrazvok in infrazvok sta v naravi tako razširjena kot zvočno valovanje. Oddajajo in uporabljajo jih za svoja »pogajanja« delfini, netopirji in nekatera druga živa bitja.
