Ovoz tarqalishining asosiy qonunlariga uning turli muhitlar chegaralarida aks etishi va sinishi qonunlari, shuningdek, muhitda va muhitlar orasidagi interfeyslarda to'siqlar va bir jinsliliklar mavjud bo'lganda tovushning difraksiyasi va uning tarqalishi kiradi.
Ovozning tarqalish diapazoniga tovushni yutish omili, ya'ni tovush to'lqini energiyasining boshqa energiya turlariga, xususan issiqlikka qaytarilmas o'tishi ta'sir qiladi. Muhim omil, shuningdek, radiatsiya yo'nalishi va ovozning tarqalish tezligi, bu muhitga va uning o'ziga xos holatiga bog'liq.
Ovoz manbasidan akustik to'lqinlar barcha yo'nalishlarda tarqaladi. Agar tovush to'lqini nisbatan kichik teshikdan o'tsa, u har tomonga tarqaladi va yo'naltirilgan nurda tarqalmaydi. Masalan, ochiq deraza orqali xonaga kiradigan ko'cha tovushlari faqat deraza qarshisida emas, balki barcha nuqtalarda eshitiladi.
To'siq yaqinida tovush to'lqinlarining tarqalish tabiati to'siqning kattaligi va to'lqin uzunligi o'rtasidagi bog'liqlikka bog'liq. Agar to'lqin uzunligiga nisbatan to'siqning o'lchami kichik bo'lsa, u holda to'lqin bu to'siq atrofida oqib, barcha yo'nalishlarda tarqaladi.
Bir muhitdan ikkinchisiga o'tuvchi tovush to'lqinlari o'zining dastlabki yo'nalishidan chetga chiqadi, ya'ni ular sinadi. Sinishi burchagi tushish burchagidan katta yoki kichik bo'lishi mumkin. Bu tovush qaysi muhitga kirishiga bog'liq. Agar ikkinchi muhitdagi tovush tezligi kattaroq bo'lsa, u holda sinish burchagi tushish burchagidan katta bo'ladi va aksincha.
Yo'lingizda to'siqlarga duch kelsangiz, tovush to'lqinlari undan qat'iy belgilangan qoida - aks ettirish burchagi bo'yicha aks ettiriladi burchakka teng tushish - aks-sado tushunchasi shu bilan bog'liq. Agar tovush bir nechta sirtlardan turli masofalarda aks ettirilsa, bir nechta aks sadolar paydo bo'ladi.
Ovoz tarqaladigan sferik to'lqin shaklida tarqalib, tobora kattaroq hajmni to'ldiradi. Masofa ortishi bilan muhit zarrachalarining tebranishlari zaiflashadi va tovush tarqaladi. Ma'lumki, uzatish diapazonini oshirish uchun tovush ma'lum bir yo'nalishda jamlangan bo'lishi kerak. Biz, masalan, eshitilishini xohlaganimizda, biz kaftlarimizni og'zimizga qo'yamiz yoki megafondan foydalanamiz.
Ovozning tarqalish diapazoniga diffraksiya, ya'ni tovush nurlarining egilishi katta ta'sir ko'rsatadi. Muhit qanchalik heterojen bo'lsa, tovush nurlari shunchalik ko'p egiladi va shunga mos ravishda ovozning tarqalish diapazoni ham qisqaradi.
Ovozning tarqalishi
Ovoz to'lqinlari havoda, gazlarda, suyuqliklarda va qattiq jismlarda tarqalishi mumkin. To'lqinlar havosiz bo'shliqda paydo bo'lmaydi. Buni oddiy tajriba orqali osongina tekshirish mumkin. Agar elektr qo'ng'irog'i havo evakuatsiya qilingan havo o'tkazmaydigan qopqoq ostiga qo'yilsa, biz hech qanday tovushni eshitmaymiz. Ammo qopqoq havo bilan to'lishi bilanoq, tovush paydo bo'ladi.
Tebranish harakatining zarrachadan zarrachaga tarqalish tezligi muhitga bog'liq. Qadim zamonlarda jangchilar quloqlarini erga qo'yishgan va shu tariqa dushman otliqlarini ko'rganidan ancha oldinroq aniqlaganlar. Va mashhur olim Leonardo da Vinchi 15-asrda shunday deb yozgan edi: "Agar siz dengizda bo'lganingizda, trubaning teshigini suvga tushirsangiz va uning ikkinchi uchini qulog'ingizga qo'ysangiz, kemalarning shovqinini juda eshitasiz. sendan uzoqda."
Tovushning havodagi tezligi birinchi marta 17-asrda Milan Fanlar akademiyasi tomonidan oʻlchangan. Tepaliklarning birida to‘p o‘rnatilgan, ikkinchisida esa kuzatuv punkti joylashgan edi. Vaqt suratga olish paytida ham (flesh orqali) ham, ovoz qabul qilingan paytda ham qayd etilgan. Kuzatish nuqtasi va qurol o'rtasidagi masofa va signalning kelib chiqish vaqtiga asoslanib, ovozning tarqalish tezligini hisoblash endi qiyin emas edi. Bu soniyasiga 330 metrga teng bo'lib chiqdi.
Suvdagi tovush tezligi birinchi marta 1827 yilda Jeneva ko'lida o'lchangan. Ikki qayiq bir-biridan 13 847 metr masofada joylashgan edi. Birinchisida, pastki ostida qo'ng'iroq osilgan, ikkinchisida esa oddiy gidrofon (shox) suvga tushirilgan. Birinchi qayiqda qo'ng'iroq chalinishi bilan bir vaqtda porox yondirildi, kuzatuvchi miltillovchi daqiqada sekundomerni ishga tushirdi va qo'ng'iroqdan ovozli signal kelishini kuta boshladi. Ma'lum bo'lishicha, tovush suvda havoga qaraganda 4 baravar tezroq tarqaladi, ya'ni. sekundiga 1450 metr tezlikda.
Ovoz tezligi
Muhitning elastikligi qanchalik yuqori bo'lsa, tezlik shunchalik katta bo'ladi: kauchukda 50, havoda 330, suvda 1450, po'latda esa sekundiga 5000 metr. Agar biz, Moskvada bo'lganimizda, ovoz Sankt-Peterburgga etib borishi uchun shunday baland ovozda baqira olsak, u erda biz yarim soatdan keyin eshitilar edik va agar ovoz po'latda bir xil masofaga tarqalsa, u qabul qilinadi. ikki daqiqada.
Ovozning tarqalish tezligiga bir xil muhitning holati ta'sir qiladi. Tovush suvda sekundiga 1450 metr tezlikda tarqaladi desak, bu har qanday suvda va har qanday sharoitda degani emas. Suvning harorati va sho'rligi oshishi bilan, shuningdek, chuqurlik va shuning uchun gidrostatik bosim ortishi bilan tovush tezligi oshadi. Yoki po'latni olaylik. Bu erda ham tovush tezligi haroratga ham, po'latning sifat tarkibiga ham bog'liq: uning tarkibida uglerod qancha ko'p bo'lsa, u shunchalik qattiqroq bo'ladi va unda tovush tezroq tarqaladi.
Yo'lda to'siqqa duch kelganda, tovush to'lqinlari undan qat'iy ravishda aks etadi ma'lum bir qoida: Ko'zgu burchagi tushish burchagiga teng. Havodan kelayotgan tovush toʻlqinlari suv yuzasidan deyarli toʻliq yuqoriga, suvda joylashgan manbadan kelayotgan tovush toʻlqinlari esa undan pastga qarab aks etadi.
Bir muhitdan ikkinchisiga o'tadigan tovush to'lqinlari asl holatidan chetga chiqadi, ya'ni. singan. Sinishi burchagi tushish burchagidan katta yoki kichik bo'lishi mumkin. Bu tovush qaysi muhitga kirishiga bog'liq. Agar ikkinchi muhitdagi tovush tezligi birinchisiga nisbatan katta bo'lsa, u holda sinish burchagi tushish burchagidan katta bo'ladi va aksincha.
Havoda tovush to'lqinlari tarqaladigan sferik to'lqin shaklida tarqaladi, bu esa tobora kattaroq hajmni to'ldiradi, chunki tovush manbalaridan kelib chiqqan zarracha tebranishlari havo massasiga uzatiladi. Biroq, masofa oshgani sayin, zarrachalarning tebranishlari zaiflashadi. Ma'lumki, uzatish diapazonini oshirish uchun tovush ma'lum bir yo'nalishda jamlangan bo'lishi kerak. Bizni yaxshiroq eshitishni xohlasak, kaftlarimizni og'zimizga qo'yamiz yoki megafondan foydalanamiz. Bunday holda, tovush kamroq zaiflashadi va tovush to'lqinlari uzoqroq tarqaladi.
Devor qalinligi oshgani sayin, past o'rta chastotalarda tovush joylashuvi kuchayadi, ammo tovush joylashuvining bo'g'ilishiga olib keladigan "hiyla" tasodif rezonansi past chastotalarda o'zini namoyon qila boshlaydi va kengroq maydonni qamrab oladi.
Biz bilamizki, tovush havo orqali tarqaladi. Shuning uchun biz eshitishimiz mumkin. Vakuumda hech qanday tovush mavjud emas. Ammo tovush havo orqali, uning zarralarining o'zaro ta'siri tufayli uzatilsa, u boshqa moddalar orqali ham uzatilmaydimi? iroda.
Turli muhitlarda tovushning tarqalishi va tezligi
Ovoz faqat havo orqali uzatilmaydi. Ehtimol, hamma biladiki, agar siz qulog'ingizni devorga qo'ysangiz, keyingi xonada suhbatni eshitishingiz mumkin. IN Ushbu holatda tovush devor orqali uzatiladi. Tovushlar suvda va boshqa muhitda tarqaladi. Bundan tashqari, tovushning tarqalishi turli muhitlarda turlicha sodir bo'ladi. Ovoz tezligi har xil moddaga qarab.
Qizig'i shundaki, tovushning suvda tarqalish tezligi havoga qaraganda deyarli to'rt baravar yuqori. Ya'ni, baliq bizdan ko'ra "tezroq" eshitadi. Metall va shishada tovush tezroq tarqaladi. Buning sababi shundaki, tovush muhitning tebranishi bo'lib, tovush to'lqinlari yaxshiroq o'tkazuvchan muhitda tezroq tarqaladi.
Suvning zichligi va o'tkazuvchanligi havonikidan kattaroq, lekin metalldan kamroq. Shunga ko'ra, ovoz boshqacha tarzda uzatiladi. Bir muhitdan ikkinchisiga o'tishda tovush tezligi o'zgaradi.
Ovoz to'lqinining uzunligi bir muhitdan ikkinchisiga o'tganda ham o'zgaradi. Faqat uning chastotasi bir xil bo'lib qoladi. Ammo aynan shuning uchun biz devorlar orqali ham kim gapirayotganini aniqlay olamiz.
Ovoz tebranish bo'lgani uchun tebranishlar va to'lqinlar uchun barcha qonunlar va formulalar tovush tebranishlariga juda mos keladi. Havodagi tovush tezligini hisoblashda bu tezlik havo haroratiga bog'liqligini ham hisobga olish kerak. Haroratning oshishi bilan tovushning tarqalish tezligi oshadi. Da normal sharoitlar tovushning havodagi tezligi 340,344 m/s.
Ovoz to'lqinlari
Ovoz to'lqinlari, fizikadan ma'lumki, elastik muhitda tarqaladi. Shuning uchun tovushlar yer tomonidan yaxshi uzatiladi. Qulog'ingizni erga qo'yib, siz uzoqdan oyoq tovushlarini, tuyoqlarning taqillatishini va hokazolarni eshitishingiz mumkin.
Bolaligida, ehtimol, har bir kishi qulog'ini relsga qo'yishdan zavqlangan. Poezd g'ildiraklarining ovozi relslar bo'ylab bir necha kilometrga uzatiladi. Teskari tovushni yutish effektini yaratish uchun yumshoq va gözenekli materiallar ishlatiladi.
Masalan, xonani begona tovushlardan himoya qilish yoki aksincha, tovushlarning xonadan tashqariga chiqib ketishining oldini olish uchun xonaga ishlov beriladi va ovoz o'tkazmaydi. Devor, zamin va ship ko'pikli polimerlarga asoslangan maxsus materiallar bilan qoplangan. Bunday qoplamada barcha tovushlar juda tez yo'qoladi.
Agar tovush to'lqini o'z yo'lida to'siqlarga duch kelmasa, u barcha yo'nalishlarda bir tekis tarqaladi. Ammo har bir to'siq uning uchun to'siq bo'la olmaydi.
Yo'lida to'siqqa duch kelgan tovush uning atrofida egilishi, aks etishi, sinishi yoki yutilishi mumkin.
Ovoz diffraksiyasi
Biz binoning burchagida, daraxt orqasida yoki panjara ortida turgan odam bilan gaplasha olamiz, lekin uni ko'ra olmasak ham. Biz buni eshitamiz, chunki tovush bu ob'ektlar atrofida egilib, ularning orqasidagi maydonga kirib borishi mumkin.
To'lqinning to'siq atrofida egilish qobiliyati deyiladi diffraktsiya .
Ovoz to'lqin uzunligi to'siqning o'lchamidan oshib ketganda diffraktsiya sodir bo'ladi. Past chastotali tovush to'lqinlari juda uzun. Masalan, 100 Hz chastotada u 3,37 m ga teng bo'lib, chastota pasayganda, uzunlik yanada kattaroq bo'ladi. Shuning uchun tovush to'lqini unga o'xshash narsalar atrofida osongina egiladi. Parkdagi daraxtlar bizning tovushni eshitishimizga umuman xalaqit bermaydi, chunki ularning tanasining diametrlari tovush to'lqinining uzunligidan ancha kichikdir.
Diffraktsiya tufayli tovush to'lqinlari to'siqdagi yoriqlar va teshiklardan o'tib, ularning orqasida tarqaladi.
Keling, tovush to'lqinining yo'lida teshikli tekis ekranni joylashtiramiz.
Ovoz to'lqin uzunligi bo'lgan holatda ƛ teshik diametridan ancha katta D , yoki bu qiymatlar taxminan teng bo'lsa, teshik orqasida ovoz ekranning orqasidagi (tovush soyasi maydoni) barcha nuqtalarga etib boradi. Chiqib ketayotgan to'lqinning old qismi yarim sharga o'xshaydi.
Agar ƛ tirqish diametridan bir oz kichikroq bo'lsa, to'lqinning asosiy qismi to'g'ri tarqaladi va kichik qismi yon tomonlarga bir oz ajraladi. Va qachon bo'lsa ƛ ancha kam D , butun to'lqin oldinga yo'nalishda ketadi.
Ovozni aks ettirish
Agar tovush to'lqini ikkita vosita orasidagi interfeysga tushsa, uning keyingi tarqalishining turli xil variantlari mumkin. Ovoz interfeysdan aks ettirilishi, yo'nalishini o'zgartirmasdan boshqa muhitga o'tishi yoki sinishi, ya'ni harakatlanishi, yo'nalishini o'zgartirishi mumkin.
Faraz qilaylik, tovush to'lqini yo'lida to'siq paydo bo'ldi, uning o'lchami to'lqin uzunligidan ancha katta, masalan, shaffof jar. Ovoz qanday harakat qiladi? Bu to'siqni aylanib o'ta olmagani uchun u undan aks etadi. To'siq ortida akustik soya zonasi .
To'siqdan aks ettirilgan tovush deyiladi aks-sado .
Ovoz to'lqinining aks etish tabiati boshqacha bo'lishi mumkin. Bu aks ettiruvchi yuzaning shakliga bog'liq.
Reflektsiya ikki xil muhit orasidagi interfeysdagi tovush toʻlqini yoʻnalishining oʻzgarishi deb ataladi. Aks ettirilganda, to'lqin o'zi kelgan muhitga qaytadi.
Agar sirt tekis bo'lsa, undan tovush yorug'lik nuri oynada aks ettirilgandek aks etadi.
Konkav sirtdan aks ettirilgan tovush nurlari bir nuqtaga qaratilgan.
Qavariq sirt tovushni tarqatadi.
Dispersiyaning ta'siri konveks ustunlar, katta moldinglar, qandillar va boshqalar tomonidan beriladi.
Ovoz bir muhitdan ikkinchisiga o'tmaydi, lekin muhitning zichligi sezilarli darajada farq qilsa, undan aks etadi. Shunday qilib, suvda paydo bo'ladigan tovush havoga o'tmaydi. Interfeysdan aks ettirilgan, u suvda qoladi. Daryo bo'yida turgan odam bu tovushni eshitmaydi. Bu suv va havoning to'lqin empedanslaridagi katta farq bilan izohlanadi. Akustikada to'lqin empedansi muhit zichligi va undagi tovush tezligi mahsulotiga teng. Gazlarning to'lqin qarshiligi suyuqlik va qattiq jismlarning to'lqin qarshiligidan sezilarli darajada past bo'lganligi sababli, tovush to'lqini havo va suv chegarasiga tushganda, u aks etadi.
Suvdagi baliqlar suv yuzasida paydo bo'ladigan tovushni eshitmaydilar, lekin ular tovushni aniq ajrata oladilar, uning manbai suvda tebranayotgan tanadir.
Ovozning sinishi
Ovozning tarqalish yo'nalishini o'zgartirish deyiladi sinishi . Bu hodisa tovush bir muhitdan ikkinchi muhitga o‘tganda yuzaga keladi va bu muhitlarda uning tarqalish tezligi har xil bo‘ladi.
Tushish burchagi sinusining ko'zgu burchagi sinusiga nisbati muhitda tovush tarqalish tezligi nisbatiga teng.
Qayerda i - tushish burchagi,
r - aks ettirish burchagi;
v 1 - birinchi muhitda tovushning tarqalish tezligi;
v 2 - ikkinchi muhitda tovushning tarqalish tezligi;
n - sindirish ko'rsatkichi.
Ovozning sinishi deyiladi sinishi .
Agar tovush to'lqini sirtga perpendikulyar tushmasa, lekin 90 ° dan boshqa burchak ostida tushsa, u holda singan to'lqin tushayotgan to'lqin yo'nalishidan chetga chiqadi.
Ovozning sinishi nafaqat media orasidagi interfeysda kuzatilishi mumkin. Ovoz to'lqinlari geterogen muhitda - atmosferada, okeanda o'z yo'nalishini o'zgartirishi mumkin.
Atmosferada sinishi havo harorati, tezligi va havo massalarining harakat yo'nalishining o'zgarishi natijasida yuzaga keladi. Va okeanda u suv xususiyatlarining heterojenligi tufayli paydo bo'ladi - har xil chuqurlikdagi turli gidrostatik bosim, har xil harorat va turli sho'rlanish.
Ovozni yutish
Ovoz to'lqini sirtga duch kelganda, uning energiyasining bir qismi so'riladi. Va ovozni yutish koeffitsientini bilish orqali vosita qancha energiyani o'zlashtirishi mumkinligini aniqlash mumkin. Bu koeffitsient tovush tebranishlari energiyasining qancha qismini 1 m2 to'siq tomonidan yutishini ko'rsatadi. U 0 dan 1 gacha qiymatga ega.
Ovozni yutish uchun o'lchov birligi deyiladi sabin . U o'z nomini amerikalik fizikdan oldi Uolles Klement Sabin, arxitektura akustikasining asoschisi. 1 sabin - 1 m 2 sirt tomonidan so'rilgan energiya, uning yutish koeffitsienti 1. Ya'ni, bunday sirt tovush to'lqinining barcha energiyasini mutlaqo o'zlashtirishi kerak.
Reverberatsiya
Uolles Sabin
Materiallarning tovushni yutish xususiyati arxitekturada keng qo'llaniladi. Fogg muzeyining bir qismi bo'lgan ma'ruzalar zali akustikasini o'rganar ekan, Uolles Klement Sabin zalning o'lchami, akustik sharoitlar, ovozni yutuvchi materiallarning turi va maydoni o'rtasida bog'liqlik bor degan xulosaga keldi. reverberatsiya vaqti .
Reverberatsiya tovush to'lqinining to'siqlardan aks etishi va tovush manbai o'chirilgandan so'ng uning asta-sekin zaiflashishi jarayonini chaqiring. Yopiq makonda tovush devorlar va narsalardan qayta-qayta aks etishi mumkin. Natijada, har xil aks-sado signallari paydo bo'ladi, ularning har biri alohida-alohida eshitiladi. Bu effekt deyiladi reverberatsiya effekti .
Xonaning eng muhim xususiyati reverberatsiya vaqti , Sabin kiritgan va hisoblagan.
Qayerda V - xonaning hajmi;
A - umumiy tovushni yutish.
Qayerda a i - materialning ovozni yutish koeffitsienti;
S i - har bir yuzaning maydoni.
Agar reverberatsiya vaqti uzoq bo'lsa, tovushlar zal bo'ylab "aylanib yuradigan" ko'rinadi. Ular bir-birining ustiga chiqadi, asosiy tovush manbasini o'chiradi va zal gullab-yashnaydi. Qisqa reverberatsiya vaqti bilan devorlar tovushlarni tezda o'zlashtiradi va ular zerikarli bo'ladi. Shuning uchun har bir xonada o'zining aniq hisob-kitobi bo'lishi kerak.
Sabin o'z hisob-kitoblariga asoslanib, ovozni yutuvchi materiallarni shunday joylashtirdiki, "echo effekti" kamayadi. Va yaratilishida u akustik maslahatchi bo'lgan Boston simfonik zali hanuzgacha dunyodagi eng yaxshi zallardan biri hisoblanadi.
Ovoz tovush to'lqinlari orqali tarqaladi. Bu to'lqinlar nafaqat gazlar va suyuqliklar, balki ular orqali ham o'tadi qattiq moddalar. Har qanday to'lqinlarning harakati asosan energiyani uzatishdan iborat. Tovush holatida uzatish molekulyar darajadagi daqiqali harakatlar shaklida bo'ladi.
Gazlar va suyuqliklarda tovush to'lqini molekulalarni o'z harakat yo'nalishi bo'yicha, ya'ni to'lqin uzunligi yo'nalishi bo'yicha harakatga keltiradi. Qattiq jismlarda tovush tebranishlari molekulalar to'lqinga perpendikulyar yo'nalishda ham paydo bo'lishi mumkin.
Ovoz to'lqinlari o'z manbalaridan barcha yo'nalishlarda tarqaladi, o'ngdagi rasmda ko'rsatilgandek, vaqti-vaqti bilan uning tili bilan to'qnashgan metall qo'ng'iroq ko'rsatilgan. Ushbu mexanik to'qnashuvlar qo'ng'iroqning tebranishiga olib keladi. Tebranishlar energiyasi atrofdagi havo molekulalariga uzatiladi va ular qo'ng'iroqdan uzoqlashadi. Natijada, qo'ng'iroqqa ulashgan havo qatlamida bosim kuchayadi, so'ngra manbadan barcha yo'nalishlarda to'lqinlar shaklida tarqaladi.
Ovoz tezligi tovush yoki ohangga bog'liq emas. Xonadagi radiodan chiqadigan barcha tovushlar, xoh baland, xoh mayin, xoh baland yoki past bo‘lsin, bir vaqtning o‘zida tinglovchiga yetib boradi.
Ovoz tezligi u tarqaladigan muhit turiga va uning haroratiga bog'liq. Gazlarda tovush to'lqinlari sekin tarqaladi, chunki ularning kamaygan molekulyar tuzilishi siqilishga juda oz qarshilik ko'rsatadi. Quyidagi diagrammada sekundiga metrlarda (m/s) ko'rsatilgandek suyuqliklarda tovush tezligi oshadi, qattiq jismlarda esa undan ham tezroq bo'ladi.
To'lqinli yo'l
Ovoz to'lqinlari havo orqali o'ngdagi diagrammalarda ko'rsatilganiga o'xshash tarzda tarqaladi. To'lqin jabhalari qo'ng'iroqning tebranish chastotasi bilan belgilanadigan manbadan bir-biridan ma'lum masofada harakatlanadi. Ovoz to'lqinining chastotasi ma'lum bir nuqtadan vaqt birligida o'tadigan to'lqin frontlari sonini hisoblash yo'li bilan aniqlanadi.
Ovoz to'lqinining old qismi tebranish qo'ng'irog'idan uzoqlashadi.
Bir tekis isitiladigan havoda tovush doimiy tezlikda tarqaladi.
Ikkinchi jabha to'lqin uzunligiga teng masofada birinchisini kuzatib boradi.
Ovoz intensivligi manbaga eng yaqin.
Ko'rinmas to'lqinning grafik tasviri
Chuqurlikdagi tovushlar
Tovush to'lqinlarining sonar nurlari okean suvi orqali osongina o'tadi. Sonar printsipi tovush to'lqinlarining okean tubidan aks etishiga asoslanadi; Ushbu qurilma odatda suv osti er xususiyatlarini aniqlash uchun ishlatiladi.
Elastik qattiq moddalar
Ovoz yog'och plastinkada tarqaladi. Ko'pgina qattiq jismlarning molekulalari elastik fazoviy panjara bilan bog'langan bo'lib, u yomon siqilgan va ayni paytda tovush to'lqinlarining o'tishini tezlashtiradi.
Suvdagi tovush havoga qaraganda yuzlab marta kamroq so'riladi. Biroq, eshitish qobiliyati suv muhiti atmosferaga qaraganda ancha yomonroq. Bu insonning tovushni idrok etishining o'ziga xos xususiyatlari bilan izohlanadi. Havoda tovush ikki yo'l bilan qabul qilinadi: havo tebranishlarining quloq pardalariga o'tishi (havo o'tkazuvchanligi) va suyak o'tkazuvchanligi, tovush tebranishlari suyaklar tomonidan eshitish va eshitish apparatiga uzatilganda. bosh suyagi.
Sho'ng'in uskunasining turiga qarab, g'avvos suvdagi tovushni havo yoki suyak o'tkazuvchanligi ustunligi bilan qabul qiladi. Havo bilan to'ldirilgan volumetrik dubulg'aning mavjudligi havo o'tkazuvchanligi orqali tovushni idrok etish imkonini beradi. Biroq, dubulg'aning yuzasidan ovozning aks etishi natijasida ovoz energiyasining sezilarli darajada yo'qolishi muqarrar.
Jihozsiz yoki mahkam o'rnatilgan dubulg'ali uskunada tushganda, suyak o'tkazuvchanligi ustunlik qiladi.
Suv ostidagi tovushni idrok etishning o'ziga xos xususiyati, shuningdek, tovush manbasining yo'nalishini aniqlash qobiliyatini yo'qotishdir. Buning sababi shundaki, inson eshitish organlari havodagi tovush tezligiga moslashgan va tovush signalining kelish vaqti va idrok etuvchi nisbiy tovush bosimi darajasidagi farq tufayli tovush manbasining yo'nalishini aniqlaydi. har bir quloq. Qurilmaga rahmat quloqcha havodagi odam tovush manbai qayerda ekanligini aniqlay oladi - old yoki orqada, hatto bitta quloq bilan. Suvda hamma narsa boshqacha sodir bo'ladi. Suvdagi tovushning tarqalish tezligi havodagidan 4,5 baravar yuqori. Shuning uchun har bir quloq tomonidan tovush signalini qabul qilish vaqtidagi farq shunchalik kichik bo'ladiki, tovush manbasining yo'nalishini aniqlash deyarli imkonsiz bo'ladi.
Uskunaning bir qismi sifatida qattiq dubulg'adan foydalanilganda, tovush manbasining yo'nalishini aniqlash imkoniyati butunlay chiqarib tashlanadi.
Gazlarning inson organizmiga biologik ta'siri
Gazlarning biologik ta'siri to'g'risidagi savol tasodifan ko'tarilmagan va inson nafas olish jarayonida gaz almashinuvi jarayonlari normal sharoitlarda va giperbarik deb ataladigan sharoitlarda (ya'ni. yuqori qon bosimi) sezilarli darajada farq qiladi.
Ma'lumki, biz nafas olayotgan oddiy atmosfera havosi yuqori balandlikdagi parvozlarda uchuvchilar tomonidan nafas olish uchun yaroqsiz. Bundan tashqari, u g'avvoslarning nafas olishida cheklangan foydalanishni topadi. 60 m dan ortiq chuqurlikka tushganda, u maxsus gaz aralashmalari bilan almashtiriladi.
Keling, gazlarning asosiy xususiyatlarini ko'rib chiqaylik sof shakl, va boshqalar bilan aralashib, g'avvoslarning nafas olishi uchun ishlatiladi.
Havoning tarkibi turli gazlar aralashmasidir. Havoning asosiy tarkibiy qismlari: kislorod - 20,9%, azot - 78,1%, karbonat angidrid - 0,03%. Bundan tashqari, havoda oz miqdorda argon, vodorod, geliy, neon va suv bug'lari mavjud.
Atmosferani tashkil etuvchi gazlarni inson organizmiga ta'siriga ko'ra uch guruhga bo'lish mumkin: kislorod - "barcha hayotiy jarayonlarni saqlab turish uchun doimo iste'mol qilinadi azot, geliy, argon va boshqalar - gazda qatnashmaydi; karbonat angidrid almashinuvi - organizmga zararli moddalar uchun yuqori konsentratsiyalarda;
Kislorod(O2) rangsiz, mazasiz va hidsiz gaz, zichligi 1,43 kg/m3. Bu organizmdagi barcha oksidlanish jarayonlarining ishtirokchisi sifatida odamlar uchun juda muhimdir. Nafas olish jarayonida o'pkadagi kislorod qondagi gemoglobin bilan birlashadi va butun tanaga tarqaladi, u erda hujayralar va to'qimalar tomonidan doimiy ravishda iste'mol qilinadi. To'qimalarga etkazib berishning uzilishi yoki hatto uning kamayishi sabab bo'ladi kislorod ochligi, ongni yo'qotish bilan birga keladi va og'ir holatlarda - hayotiy faoliyatni to'xtatish. Bu holat nafas olayotgan havodagi kislorod miqdori kamayganda paydo bo'lishi mumkin normal bosim 18,5% dan past. Boshqa tomondan, nafas olish aralashmasidagi kislorod miqdori ortib ketganda yoki ruxsat etilgan chegaradan oshib ketgan bosim ostida nafas olayotganda, kislorod toksik xususiyatni namoyon qiladi - kislorod bilan zaharlanish sodir bo'ladi.
Azot(N) - rangsiz, hidsiz va mazasiz gaz, zichligi 1,25 kg / m3, asosiy qismini tashkil qiladi. atmosfera havosi hajmi va massasi bo'yicha. IN Oddiy sharoitlar fiziologik neytral, metabolizmda ishtirok etmaydi. Biroq, sho'ng'in chuqurligi oshishi bilan bosim ortib borishi bilan azot neytral bo'lishni to'xtatadi va 60 metr va undan ortiq chuqurlikda aniq giyohvandlik xususiyatlarini namoyon qiladi.
Karbonat angidrid(CO2) nordon ta'mga ega bo'lgan rangsiz gaz. U havodan 1,5 barobar og'irroq (zichligi 1,98 kg / m3), shuning uchun yopiq va yomon havalandırılan xonalarning pastki qismlarida to'planishi mumkin.
Karbonat angidrid oksidlanish jarayonlarining yakuniy mahsuloti sifatida to'qimalarda hosil bo'ladi. Bu gazning ma'lum bir qismi doimo tanada mavjud bo'lib, nafas olishni tartibga solishda ishtirok etadi va ortiqcha qismi qon orqali o'pkaga olib boriladi va ekshalatsiyalangan havo bilan chiqariladi. Biror kishi tomonidan chiqariladigan miqdor karbonat angidrid asosan darajaga bog'liq jismoniy faoliyat va tananing funktsional holati. Tez-tez, chuqur nafas olish (giperventiliya) bilan tanadagi karbonat angidrid miqdori kamayadi, bu nafas olishni to'xtatishga (apnea) va hatto ongni yo'qotishiga olib kelishi mumkin. Boshqa tomondan, nafas olish aralashmasida uning tarkibining ruxsat etilgan darajadan oshib ketishi zaharlanishga olib keladi.
Havoni tashkil etuvchi boshqa gazlar ichida g'avvoslar eng ko'p foydalanadigan gazdir geliy(Yo'q). Bu inert gaz, hidsiz va ta'msiz. Past zichlikka ega (taxminan 0,18 kg / m3) va giyohvandlik ta'sirini keltirib chiqarish qobiliyati sezilarli darajada past bo'lganida. yuqori bosimlar, katta chuqurliklarga tushish paytida sun'iy nafas olish aralashmalarini tayyorlash uchun azot o'rnini bosuvchi sifatida keng qo'llaniladi.
Biroq, geliyni nafas olish aralashmalarida ishlatish boshqa kiruvchi hodisalarga olib keladi. Uning yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi va shuning uchun tanadan issiqlik o'tkazuvchanligini oshirish, issiqlik himoyasini oshirish yoki sho'ng'inlarni faol isitishni talab qiladi.
Havo bosimi. Ma'lumki, bizni o'rab turgan atmosfera massaga ega va er yuzasiga va unda joylashgan barcha jismlarga bosim o'tkazadi. Dengiz sathida o'lchangan atmosfera bosimi 760 mm balandlikdagi simob ustuni yoki 10,33 m balandlikdagi suv bilan kesma G sm2 bo'lgan quvurlarda muvozanatlanadi, agar bu simob yoki suv tortilsa, ularning massasi 1,033 kg ga teng bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, "normal atmosfera bosimi 1,033 kgf / sm2 ni tashkil qiladi, bu SI tizimida 103,3 kPa * ga ekvivalentdir. (* SI tizimida bosim birligi paskal (Pa). Agar konvertatsiya zarur bo'lsa, quyidagi nisbatlar mavjud. ishlatiladi: 1 kgf/sm1 = 105 Pa = 102 kPa = =* 0,1 MPa.).
Biroq, sho'ng'in hisob-kitoblari amaliyotida bunday aniq o'lchov birliklaridan foydalanish noqulay. Shuning uchun bosim o'lchov birligi 1 kgf / sm2 ga teng bo'lgan bosim sifatida qabul qilinadi, bu texnik atmosfera (at) deb ataladi. Bir texnik atmosfera suv ustunining 10 m bosimiga to'g'ri keladi.
Havo bosimi oshganda, u osongina siqilib, uning hajmini bosimga mutanosib ravishda kamaytiradi. Siqilgan havo bosimi bosim o'lchagichlari bilan o'lchanadi, ular ko'rsatadi ortiqcha bosim , ya'ni atmosferadan yuqori bosim. Ortiqcha bosim birligi ati bilan belgilanadi. Ortiqcha va atmosfera bosimining yig'indisi deyiladi mutlaq bosim(ota).
Oddiy er sharoitida havo har tomondan odamga teng ravishda bosiladi. Inson tanasining yuzasi o'rtacha 1,7-1,8 m2 ekanligini hisobga olsak, unga ta'sir qiladigan havo bosimi kuchi 17-18 ming kgf (17-18 tf) ni tashkil qiladi. Biroq, odam bu bosimni sezmaydi, chunki uning tanasining 70% deyarli siqilmaydigan suyuqliklardan iborat va ichki bo'shliqlarda - o'pka, o'rta quloq va boshqalar - u erda joylashgan va aloqa qiluvchi havoning teskari bosimi bilan muvozanatlanadi. atmosfera bilan.
Suvga botganda, odam yuqoridagi suv ustunidan ortiqcha bosimga duchor bo'ladi, bu har 10 m ga 1 ati ga oshadi, bosimning o'zgarishiga olib kelishi mumkin og'riqli hislar va siqilish, buning oldini olish uchun g'avvosga atrof-muhitning mutlaq bosimiga teng bosimdagi nafas olish havosi berilishi kerak.
G'avvoslar siqilgan havo yoki gaz aralashmalari bilan shug'ullanishlari kerakligi sababli, ular bo'ysunadigan asosiy qonunlarni esga olish va amaliy hisoblar uchun zarur bo'lgan ba'zi formulalarni taqdim etish o'rinlidir.
Havo, boshqa real gazlar va gaz aralashmalari kabi, ma'lum darajada, ideal gazlar uchun mutlaqo amal qiladigan fizik qonunlarga bo'ysunadi.
SUVGA QUVVATLASH ASBOBLARI
Sho'ng'in uskunalari - bu ma'lum vaqt davomida suv muhitida hayot va ishlashni ta'minlash uchun g'avvos tomonidan kiyiladigan asboblar va mahsulotlar to'plami.
Sho'ng'in uskunalari maqsadga muvofiqdir, agar u quyidagilarni ta'minlasa:
suv ostida ishlarni bajarishda odamning nafas olishi;
izolyatsiya va termal himoya ta'sir qilishdan sovuq suv;
etarli harakatchanlik va suv ostida barqaror pozitsiya;
sho'ng'in paytida, suv yuzasida va ish paytida xavfsizlik;
sirt bilan ishonchli aloqa.
Yechilishi kerak bo'lgan vazifalarga qarab, sho'ng'in uskunalari quyidagilarga bo'linadi:
foydalanish chuqurligi bo'yicha - sayoz (o'rta) chuqurliklar va chuqur dengiz uchun uskunalar uchun;
nafas olish gaz aralashmasini ta'minlash usuli bo'yicha - avtonom va shlang;
termal himoya qilish usuli bo'yicha - passiv termal himoyalangan, elektr va suv bilan isitiladigan uskunalar uchun;
izolyatsiyalash usuli bo'yicha - "quruq" turdagi suv o'tkazmaydigan va "ho'l" turdagi suv o'tkazmaydigan kiyimlar uchun.
Sho'ng'in uskunalari ishlashining funktsional xususiyatlarini eng to'liq tushunish uning nafas olish uchun zarur bo'lgan gaz aralashmasi tarkibini saqlash usuli bo'yicha tasniflash orqali beriladi. Bu erda uskunalar:
ventilyatsiya qilingan;
ochiq nafas olish shakli bilan;
yarim yopiq nafas olish shakli bilan;
yopiq nafas olish shakli bilan.
