Гіпермаркет знань >> Фізика і астрономія >> Фізика 8 клас >> Фізика: Звукові хвилі

Пружні хвилі, поширюючись в повітрі , А також всередині рідин і твердих тіл, невидимі. Однак за певних умов їх можна почути.
Звернемося до досвіду. Затиснемо в лещатах довгу сталеву лінійку. Якщо над лещатами виступатиме велика частина лінійки (рис. 47, а), то, викликавши її коливання, ми не почуємо породжувані нею хвилі. Але якщо вкоротити виступаючу частину лінійки і тим самим збільшити частоту її коливань, то ми виявимо, що лінійка почне звучати (рис. 47, б).

Пружні хвилі, здатні викликати у людини слухові відчуття, називаються звуковими хвилями або просто звуком .

Людське вухо здатне сприймати пружні хвилі з частотою приблизно від 16 Гц до 20 кГц. Тому частоти в діапазоні від 16 Гц до 20 кГц називають звуковими. Будь-яке тіло, що коливається зі звуковою частотою, є джерелом звуку, так як в навколишньому його середовищі виникають поширюються від нього звукові хвилі.

Тварини в якості звуку сприймають хвилі інших частот.

Існують як природні, так і штучні джерела звуку. Один з штучних джерел звуку - камертон - зображений на малюнку 48. Він був винайдений в 1711 р англійським музикантом Дж. Шором для настройки музичних інструментів.

Камертон являє собою вигнутий (у вигляді двох гілок) металевий стрижень з власником посередині. Вдаривши гумовим молоточком по одній з гілок камертона, ми почуємо певний звук. Цей звук виникає після удару по камертону: його гілки починають вібрувати, створюючи навколо себе поперемінні стиснення і розрідження повітря (рис. 48, а). Поширюючись по повітрю, ці обурення утворюють звукову хвилю.

Стандартна частота коливань камертона 440 Гц. Це означає, що за 1 з його гілки встигають зробити 440 коливань. На око вони непомітні. Якщо, проте, доторкнутися до озвученому камертону рукою, то можна відчути його вібрацію. Для визначення характеру коливань камертона до однієї з його гілок слід прикріпити голку. Змусивши камертон звучати, проведемо з'єднаної з ним голкою по поверхні закопченої скляної пластинки. На платівці з'явиться слід в формі синусоїди (рис. 49).

Для посилення звуку, що створюється камертоном, його власник зміцнюють на дерев'яному ящику, відкритому з однієї сторони (див. Рис. 48, б). Цей ящик називають резонатором. При коливаннях камертона вібрація ящика передається знаходиться в ньому повітрю. Через резонансу, що виникає при правильно підібраних розмірах ящика, амплітуда вимушених коливань повітря зростає, і звук посилюється. Його посилення сприяє і збільшення площі поверхні, що випромінює, яке має місце при з'єднанні камертона з ящиком.

Щось подібне відбувається і в таких музичних інструментах, як гітара, скрипка і т. Д. Самі по собі струни цих інструментів створюють слабкий звук. Гучним він стає завдяки наявності у них корпусу певної форми з отвором, через яке можуть виходити звукові хвилі.

Джерелами звуку можуть бути не тільки коливаються тверді тіла, але і деякі явища, що викликають коливання тиску в навколишньому середовищі (вибухи, політ куль, завивання вітру і т.д.). Як найбільш яскравий приклад такого явища можна назвати блискавку. Під час грози температура в каналі блискавки збільшується до 30 000 ° С. тиск різко зростає, і в повітрі виникає ударна хвиля, що поступово переходить в звукові коливання (з типовою частотою 60 Гц), що поширюються в вигляді гуркоту грому.

Цікавим джерелом звуку є дискова сирена, винайдена німецьким фізиком Т. Зєєбеком (1770-1831). Вона являє собою з'єднаний з електродвигуном диск з отворами, розташований перед сильним струменем повітря (рис. 50). При обертанні диска потік повітря, що проходить через отвори, періодично переривається, в результаті чого виникає різкий характерний звук. Частота цього звуку знаходиться за формулою v = nk, де n - частота обертання диска; k - число отворів в ньому.

Використовуючи сирену з декількома рядами отворів і регульованою частотою обертання диска, можна отримати звуки різної частоти. Частотний діапазон сирен, що застосовуються на практиці, складає зазвичай від 200 Гц до 100 кГц і вище.

Свою назву ці джерела звуку отримали по імені напівптахів-полуженщін, які, згідно з давньогрецькими міфами, заманювали своїм пронизливим співом мореплавців на кораблях, і ті розбивалися об прибережні скелі.

У газах і рідинах звукові хвилі поширюються у вигляді поздовжніх хвиль стиснення і розрідження (рис. 51). Стиснення і розрідження середовища, що виникають внаслідок коливань джерела звуку (дзвіночка, струни, камертона, мембрани телефону, голосових зв'язок і т.д.), через деякий час досягають людського вуха і, змушуючи барабанну перетинку вуха вимушені коливання, викликають у людини певні слухові відчуття.

Людське вухо дуже чутливий прилад. Сприймати звук ми починаємо вже тоді, коли амплітуда коливань частинок повітря в хвилі виявляється рівною всього лише радіусу атома!

З віком через втрату еластичності барабанної перетинки верхня межа сприймаються людиною частот поступово знижується. Лише молоді люди здатні чути звуки з частотою 20 кГц. В середньому і тим більше в старшому віці як чоловіки, так і жінки перестають сприймати звукові хвилі, частота яких перевищує 12-14 кГц.

Погіршується слух людей і в результаті тривалого впливу гучних звуків. Робота поблизу потужних літаків, в дуже галасливих заводських цехах, часте відвідування дискотек і надмірне захоплення аудіоплеєрами шкідливо впливають на гостроту сприйняття звуків (особливо високочастотних) і в деяких випадках можуть призвести до втрати слуху.
??? 1. Що таке звук? 2. Хвилі яких частот здатне сприймати людське вухо? 3. Перерахуйте відомі вам джерела звуку. Які з них є природними, які - штучними? 4. Що являє собою камертон? Навіщо його з'єднують з дерев'яним ящиком? 5. До яких хвилях відносяться звукові хвилі в газах і рідинах - поздовжнім або поперечним?
Приклавши долоню до своєї гортані, скажіть будь-якої голосний звук. Поясніть свої відчуття.
С.В. Громов, Н.А. Вітчизна, Фізика 8 клас

Відіслано читачами з інтернет-сайтів

онлайн бібліотека з підручниками і книгами, плани-конспекти уроків з фізики 8 класу, книги і підручники згідно каленадарного планування фізики 8 класу

зміст уроку конспект уроку

опорний каркас презентація уроку акселеративного методи інтерактивні технології Практика завдання і вправи самоперевірка практикуми, тренінги, кейси, квести домашні завдання дискусійні питання риторичні питання від учнів Ілюстрації аудіо-, відео- та мультимедіа фотографії, картинки графіки, таблиці, схеми гумор, анекдоти, приколи, комікси притчі, приказки, кросворди, цитати Доповнення реферати статті фішки для допитливих шпаргалки підручники основні і додаткові словник термінів інші Удосконалення підручників та уроків виправлення помилок в підручнику оновлення фрагмента в підручнику елементи новаторства на уроці заміна застарілих знань новими Тільки для вчителів ідеальні уроки календарний план на рік методичні рекомендації програми обговорення Інтегровані уроки

Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, Напишіть нам .

Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - освітній форум .