undei sonore

Știința care studiază sunetul este un tufiș. În afară de el, ea se ocupă și de instrumente muzicale. Cuvântul acustică provine din grecescul aquen, ceea ce înseamnă că aud.

Sunetul este un fenomen fizic care stimulează auzul. Oamenii pot distinge sunetele cu o frecvență cuprinsă între 15 și 20.000 Hz. Urechea este cea mai sensibilă la sunetele cu o frecvență cuprinsă între 1000 și 5000 Hz.
Sunetul se deplasează diferit în spații deschise și închise. Când întâmpină un obstacol, undele sonore lovesc și revin, motiv pentru care sunt auzite mai tare. Sunetul este un fenomen relativ nou. Până la 17. aproape nimic nu se știe despre el. Galileo Galilei a fost primul care a făcut o legătură între frecvență și înălțime și a explicat cum să facă instrumente muzicale mai bune, deoarece corzile aveau o anumită lungime, masă și tensiune. În 17. la matematicianul francez Mersen a găsit viteza sunetului. Mai târziu, englezul Robert Boyle a arătat că undele sonore călătoresc doar în mediu - nimic nu se aude în vid. După ei, alți oameni de știință au descoperit alte proprietăți ale sunetului. La începutul anului 19. Era deja un fenomen cunoscut și au început descoperirile de dispozitive precum stroboscoape, stetoscoape, sirene, telefoane, microfoane etc. În secolul XX. ultrasunetele și infrasunetele fuseseră deja descoperite și fuseseră făcute mai multe invenții. Sunetul cu o frecvență mai mare de 20.000 Hz se numește ultrasunete, iar sunetul mai mic de 20 Hz se numește infrasunet.

Viteza și intensitatea undei sonore

Undele sonore se propagă la o viteză finită și în medii diferite - la viteze diferite. Viteza sunetului în aer la o temperatură de 0 o C este de 331 m/s. Pe măsură ce temperatura crește, aceasta crește. De exemplu, la o temperatură de 15 ° C este de 340 m/s. Viteza sunetului este proporțională cu rădăcina pătrată a temperaturii absolute a gazului. Este foarte important ca. viteza sunetului nu depinde de frecventa. Dacă ar exista o astfel de dependență, ar face imposibilă transmiterea vorbirii și a muzicii, deoarece compoziția frecvenței undelor sonore care intră în ureche ar varia în funcție de distanță. Pe lângă viteză, caracteristicile undelor sonore armonice includ: amplitudinea A, lungime de undă λ, perioada undei sonore T, frecvența oscilației ν. Dependențele dintre ele sunt aceleași ca și pentru undele mecanice: ν = 1/T, λ = u/ν.
Intensitatea Eu este determinată de energia transmisă de unda sonoră pe unitate de timp printr-o zonă unitară perpendiculară pe direcția de propagare a undei I = E/St.

Caracteristicile senzației sonore

Sunetul are mai multe calități de bază - timbru, înălțime și forță. Timbrul este proprietatea de a distinge aceleași tonuri ale diferitelor instrumente muzicale. Acest lucru se datorează tonurilor. Sunt părți suplimentare ale undei sonore. Combinația lor face diferențe de timbru. Subtonatele, cu o frecvență multiplă a frecvenței tonului fundamental sunt armonice, iar cele care nu sunt multiple - inarmonice. Inaltimea a sunetului este determinată de frecvența sa. Treble este mai frecvent decât tonurile joase. Puterea sunetul determină cât de departe poate călători unda sonoră. Cu cât volumul este mai mare, cu atât este mai mare amplitudinea. Volumul se măsoară în alb (B). În practică, se folosește unitatea de 10 ori mai mică - decibeli (dB). Sunetul cu o putere mai mare de 120dB este periculos pentru oameni, deoarece poate provoca surditate.

Una dintre principalele caracteristici ale sunetului este frecvență.Frecvența sunetului este egală cu frecvența de oscilație a sursei sale, adică. este numărul de oscilații complete pe care această sursă le face pe unitatea de timp. Corpul face o oscilație completă atunci când se abate de la poziția sa de echilibru într-o direcție, apoi în cealaltă direcție și atinge din nou poziția sa originală de echilibru. Se numește unitatea prin care se măsoară frecvența sunetului hertz (Hz) . Frecvența sunetului va fi de un hertz atunci când particulele în care se propagă acest sunet efectuează o oscilație completă pentru o secundă. Când fiecare dintre aceste particule efectuează 100 de oscilații pe secundă, spunem că sunetul are o frecvență de 100 Hz.

Cu cât frecvența sunetului este mai mare, cu atât tonul său este mai mare și spunem că acest sunet are un ton mai ridicat. Cu cât dimensiunea unui corp vibrator este mai mică, cu atât tonul pe care îl emite atunci când vibrează este mai mare. De exemplu, plăcile metalice vibrante din armonică sunt mai scurte la capăt, unde emite tonuri mai ridicate atunci când sunt suflate.

Undele sonore care ne fac să auzim se propagă de obicei în atmosferă. Acolo sunt o serie de aer de comprimare și diluare rapidă. În zonele de comprimare, acesta din urmă este încălzit, în zonele de diluare este răcit. Datorită frecvenței relativ ridicate a oscilațiilor acustice, schimbul de căldură între zonele de compresie și diluare este nesemnificativ și procesul poate fi considerat adiabatic. Propagarea undelor sonore în atmosferă este foarte influențată de curenți și diferențele de temperatură. Acestea creează o serie de anomalii în distribuția energiei emise de sursa sonoră - zone și auz și tăcere.

Incearca-l tu insuti

Experimentul 1: Dacă lovești diapazonul, acesta începe să vibreze rapid, făcând un sunet de un anumit ton. Când brațele diapozitivului se îndreaptă spre exterior, acestea pun presiune asupra aerului din imediata apropiere, creând o presiune mai mare. Când oscilația este interioară, aerul ambiant se extinde și presiunea acestuia scade.

Experimentul 2: Așezați un clopot electric sub capacul de sticlă al unei pompe de vid. Când există aer sub capac, se aude clar sunetul clopotului. Când aerul este pompat de sub capac, sunetul se atenuează treptat și în cele din urmă este aproape inaudibil, deși ciocanul lovește clopotul. Experimente similare și similare demonstrează că mediul este necesar pentru ca sunetul să se propage. În vid, undele sonore nu se pot propaga.