Що джерелом звуку в людини. Звукові хвилі та їх характеристики

Звук обумовлюється механічними коливаннями в пружних середовищах і тілах, частоти яких лежать у діапазоні від 20 Гц до 20 кГц і здатні сприймати людське вухо.

Відповідно до цього механічного коливання із зазначеними частотами називаються звуковими та акустичними. Нечутні механічні коливання з частотами нижче за звуковий діапазон називаються інфразвуковими, а з частотами вище за звуковий діапазон називаються ультразвуковими.

Якщо тіло, що звучить, наприклад електричний дзвінок, поставити під дзвін повітряного насоса, то в міру відкачування повітря звук робитиметься все слабше і слабше і, нарешті, зовсім припиниться. Передача коливань від тіла, що звучить, здійснюється через повітря. Зазначимо, що при своїх коливаннях тіло, що звучить, при своїх коливаннях поперемінно то стискає повітря, прилегле до поверхні тіла, то, навпаки, створює розрідження в цьому шарі. Таким чином, поширення звуку в повітрі починається з коливань щільності повітря біля поверхні тіла, що коливається.

Музичний тон. Гучність та висота тону

Звук, який ми чуємо тоді, коли джерело його здійснює гармонійне вагання, називається музичним тоном або, коротко, тоном.

У будь-якому музичному тоні ми можемо розрізнити на слух дві якості: гучність та висоту.

Найпростіші спостереження переконують у тому, що тони будь-якої даної висоти визначається амплітудою коливань. Звук камертону після удару поступово затихає. Це відбувається разом із згасанням коливань, тобто. зі спаданням їхньої амплітуди. Вдаривши камертон сильніше, тобто. повідомивши коливань велику амплітуду, ми почуємо гучніший звук, ніж при слабкому ударі. Те саме можна спостерігати і зі струною і взагалі з будь-яким джерелом звуку.

Якщо ми візьмемо кілька камертонів різного розміру, то не важко буде розташувати їх на слух у порядку зростання висоти звуку. Тим самим вони виявляться розташованими і за розміром: найбільший камертон дає найнижчий звук, найменший – найвищий звук. Таким чином, висота тону визначається частотою коливань. Чим вища частота і, отже, що коротше період коливань, то вищий звук ми чуємо.

Акустичний резонанс

Резонансні явища можна спостерігати на механічних коливаннях будь-якої частоти, зокрема, і на звукових коливаннях.

Поставимо поруч два однакові камертони, звернувши отвори ящиків, на яких вони укріплені, один до одного. Ящики потрібні тому, що посилюють звук камертонів. Це відбувається внаслідок резонансу між камертоном та стовпами повітря, укладеного в ящику; тому ящики називаються резонаторами чи резонансними ящиками.

Вдаримо один із камертонів і потім приглушимо його пальцями. Ми почуємо, як звучить другий камертон.

Візьмемо два різні камертони, тобто. з різною висотою тону, і повторимо досвід. Тепер кожен із камертонів вже не відгукуватиметься на звук іншого камертону.

Неважко пояснити цей результат. Коливання одного камертону діє через повітря з деякою силою на другий камертон, змушуючи його робити його вимушені коливання. Так як камертон 1 здійснює гармонійне коливання, то і сила, що діє на камертон 2, буде змінюватися за законом гармонічного коливання з частотою камертону 1. Якщо частота сили інша, то змушені коливання будуть настільки слабкі, що ми їх не почуємо.

Шуми

Музичний звук (ноту) ми чуємо тоді, коли коливання періодичне. Наприклад, такого роду звук видає струна рояля. Якщо одночасно вдарити кілька кнопок, тобто. змусити звучати кілька нот, то відчуття музичного звуку збережеться, але чітко виступить відмінність консонуючих (приємних на слух) та дисонують (неприємних) нот. Виявляється, що консонують ті ноти, періоди яких перебувають у відносинах невеликих чисел. Наприклад, консонанс виходить щодо періодів 2:3 (квінта), при 3:4 (кванта), 4:5 (велика терція) і т.д. Якщо періоди ставляться як великі числа, наприклад 19:23, то виходить дисонанс – музичний, але неприємний звук. Ще далі ми уникнемо періодичності коливань, якщо одночасно вдаримо по багатьох клавішах. Звук вийде вже шумоподібним.

Для шумів характерна сильна неперіодичність форми коливань: або це – тривале коливання, але дуже складне формою (шипіння, скрип), або окремі викиди (клацання, стуки). З цього погляду шумів слід віднести і звуки, що виражаються приголосними (шиплячими, губними тощо).

У всіх випадках шумові коливання складаються з величезної кількості гармонійних коливань із різними частотами.

Таким чином, у гармонійного коливання спектр складається з однієї-єдиної частоти. У періодичного коливання спектр складається з набору частот – основний та кратних їй. У консонуючих співзвуччя маємо спектр, що з кількох таких наборів частот, причому основні ставляться як невеликі цілі числа. У дисоніруючих співзвуччя основні частоти вже не знаходяться в таких простих відносинах. Чим більше в діапазоні різних частот, тим ближче ми підходимо до шуму. Типові шуми мають спектри, в яких є дуже багато частот.

ЗвукЯк ми пам'ятаємо, є пружними поздовжніми хвилями. А хвилі породжуються предметами, що вагаються.

Приклади джерел звуку: лінійка, що коливається, один кінець якої затиснутий, струни, що коливаються, мембрана динаміка.

Але не завжди вагаються предмети породжують чутний вухом звук - якщо частота їх коливань нижче 16 Гц, то вони породжують інфразвука якщо більше 20кГц, то ультразвук.

Ультразвук та інфразвук – з погляду фізики такі ж пружні коливання середовища, як і звичайний звук, але вухо не здатне їх сприйняти, оскільки ці частоти надто далекі від резонансної частоти барабанної перетинки (перетинка просто не може вагатися з такою частотою).

Звуки високої частоти відчуваються як тонші, звуки низької частоти – як басовиті.

Якщо коливальна система здійснює гармонічні коливання однієї частоти, її звук називається чистим тоном. Зазвичай джерела звуку видають звуки одразу кількох частот – тоді найменша частота називається основним тоном, а інші називаються обертонами. Обертона визначають тембрзвуку – саме через них ми легко відрізнимо піаніно від скрипки, навіть коли основна частота у них однакова.

Гучністьзвуку – це суб'єктивне відчуття, що дозволяє порівнювати звуки як «гучніші» і «менш гучні». Гучність залежить від багатьох факторів - він частоти, від тривалості, від індивідуальних особливостей слухача. Але найсильніше вона залежить від звукового тиску, який безпосередньо пов'язаний з амплітудою коливань того предмета, що видає звук.

Одиниця виміру гучності називається сон.

У практичних завданнях зазвичай використовують величину, яка називається рівень гучностіабо рівень звукового тиску. Вимірюється ця величина в білах [Б]або, частіше, в децибелах [дБ].

Ця величина логарифмічно залежить від звукового тиску – тобто збільшення тиску у 10 разів збільшує рівень гучності на 1 дБ.

Звук перегортання газети – це приблизно 20 дБ, будильник – 80 дБ, звук літака, що злітає, – це 100-120 дБ (на межі больових відчуттів).

Одне з незвичайних застосувань звуку (точніше ультразвуку) – це ехолокація. Можна видати звук і виміряти час, через який прийде відлуння. Чим більша відстань до перешкоди, тим більшою буде затримка. Зазвичай такий спосіб вимірювання відстаней використовується під водою, але кажани застосовують його у повітрі.

Відстань при ехолокації визначається так:

2r = vt, де v – швидкість звуку середовищі, t – час затримки до луни, r – відстань до перешкоди.

За допомогою цього виду уроку ви зможете вивчити тему «Джерела звуку. Звукові коливання. Висота, тембр, гучність». На цьому занятті ви дізнаєтесь, що таке звук. Також ми розглянемо діапазони звукових коливань, які сприймаються людським слухом. Визначимо, що може бути джерелом звуку та які необхідні умови для його виникнення. Також вивчимо такі характеристики звуку, як висота, тембр та гучність.

Тема уроку присвячена джерелам звуку, звуковим коливанням. Поговоримо ми і про характеристики звуку - висоту, гучність і тембр. Перш ніж говорити про звук, про звукові хвилі, давайте згадаємо, що механічні хвилі поширюються в пружних середовищах. Частина поздовжніх механічних хвиль, яка сприймається людськими органами слуху, називається звуком, звуковими хвилями. Звук - це механічні хвилі, що сприймаються людськими органами слуху, які викликають звукові відчуття. .

Досліди показують, що людське вухо, органи слуху людини сприймають коливання частот від 16 Гц до 20000 Гц. Саме цей діапазон ми називаємо звуковим. Звичайно, існують хвилі, частота яких менше 16 Гц (інфразвук) та більше 20000 Гц (ультразвук). Але цей діапазон ці розділи людським вухом не сприймаються.

Рис. 1. Діапазон чутності людського вуха

Як ми говорили, області інфразвуку та ультразвуку людськими органами слуху не сприймаються. Хоча можуть сприйматися, наприклад, деякими тваринами, комахами.

Що таке ? Джерелами звуку можуть бути будь-які тіла, які чинять коливання зі звуковою частотою (від 16 до 20000 Гц)

Рис. 2. Затиснута в лещаті лінійка, що коливається, може бути джерелом звуку

Звернемося до досвіду та подивимося, як утворюється звукова хвиля. Для цього нам буде потрібна металева лінійка, яку ми затиснемо в лещата. Тепер, впливаючи на лінійку, ми зможемо спостерігати коливання, але жодного звуку не чуємо. Проте навколо лінійки створюється механічна хвиля. Зверніть увагу, коли лінійка зміщується в один бік, утворюється ущільнення повітря. В інший бік – теж ущільнення. Між цими ущільненнями утворюється розрядження повітря. Поздовжня хвиля -це і є звукова хвиля, що складається з ущільнень та розряджень повітря. Частота коливань лінійки у разі менше звукової частоти, тому ми чуємо цієї хвилі, цього звука. На основі досвіду, який ми щойно поспостерігали, наприкінці XVIII століття було створено прилад, який називається камертон.

Рис. 3. Поширення поздовжніх звукових хвиль від камертону

Як ми переконалися, звук з'являється внаслідок коливань тіла зі звуковою частотою. Поширюються звукові хвилі на всі боки. Між слуховим апаратом людини та джерелом звукових хвиль обов'язково має бути середовище. Це середовище може бути газоподібним, рідким, твердим, але це обов'язково повинні бути частинки, здатні передавати коливання. Процес передачі звукових хвиль має обов'язково відбуватися там, де є речовина. Якщо речовини немає, жодного звуку ми не почуємо.

Для існування звуку необхідні:

1. Джерело звуку

2. Середа

3. Слуховий апарат

4. Частота 16-20000 Гц

5. Інтенсивність

Тепер перейдемо до обговорення параметрів звуку. Перша – це висота звуку. Висота звуку -характеристика, що визначається частотою коливань. Чим більша частота у тіла, яке виробляє коливання, тим звук буде вищим. Давайте знову звернемося до лінійки, затиснутої в лещата. Як ми вже говорили, ми бачили вагання, але не чули звуку. Якщо тепер довжину лінійки зробити менше, то ми чутимемо звук, але побачити коливання буде набагато складніше. Подивіться на лінійку. Якщо ми подіємо на неї зараз, звуку ніякого ми не почуємо, зате спостерігаємо коливання. Якщо вкоротимо лінійку, ми почуємо звук певної висоти. Ми можемо зробити довжину лінійки ще коротшою, тоді ми почуємо звук ще більшої висоти (частоти). Те саме ми можемо поспостерігати і з камертонами. Якщо ми візьмемо великий камертон (він ще називається демонстраційний) і вдаримо по ніжках такого камертону, то можемо подивитися коливання, але звуку не почуємо. Якщо візьмемо інший камертон, то, вдаривши по ньому, почуємо певний звук. І наступний камертон, справжній настроювальний камертон, який використовується для настроювання музичних інструментів. Він видає звук, відповідний ноте ля, або, як ще кажуть, 440 Гц.

Наступна характеристика – тембр звуку. Тембромназивається забарвлення звуку. Як можна проілюструвати цю характеристику? Тембр - це те, чим відрізняються два однакові звуки, виконані різними музичними інструментами. Ви всі знаєте, що нот у нас лише сім. Якщо ми почуємо ту саму ноту ля, взяту на скрипці і на фортепіано, то ми відрізнимо їх. Ми одразу зможемо сказати, який інструмент цей звук створив. Саме цю особливість – забарвлення звуку – і характеризує тембр. Треба сказати, що тембр залежить від цього, які відтворюються звукові коливання, крім основного тону. Справа в тому, що довільні звукові коливання є досить складними. Вони складаються із набору окремих коливань, кажуть спектру коливань. Саме відтворення додаткових коливань (обертонів) і характеризує красу звучання того чи іншого голосу чи інструменту. Тембрє одним із основних та яскравих проявів звуку.

Ще одна характеристика – гучність. Гучність звуку залежить від амплітуди коливань. Давайте подивимося і переконаємось, що гучність пов'язана з амплітудою коливань. Тож візьмемо камертон. Зробимо таке: якщо вдарити по камертону слабко, то амплітуда коливань буде невеликою і звук буде тихий. Якщо тепер по камертону вдарити сильніше, то звук набагато голосніше. Це з тим, що амплітуда коливань буде набагато більше. Сприйняття звуку - річ суб'єктивна, залежить від цього, який слуховий апарат, яке самопочуття людини.

Список додаткової літератури:

А чи так добре знайомий вам звук? //Квант. - 1992. - № 8. - C. 40-41. Кікоїн А.К. Про музичні звуки та їх джерела // Квант. - 1985. - № 9. - С. 26-28. Елементарний підручник з фізики. За ред. Г.С. Ландсберг. Т. 3. – М., 1974.

Джерела звуку. Звукові коливання

Людина живе у світі звуків. Звук людини є джерелом інформації. Він застерігає людей про небезпеку. Звук у вигляді музики, співу птахів доставляє нам насолоду. Ми із задоволенням слухаємо людину із приємним голосом. Звуки важливі не тільки для людини, але й для тварин, яким добре уловлювання звуку допомагає вижити.

Звук – це механічні пружні хвилі, що розповсюджуються в газах, рідинах, твердих тілах.

Причина звуку - вібрація (коливання) тіл, хоча ці коливання часто непомітні для нашого ока.

Джерела звуку - фізичні тіла, що коливаються, тобто. тремтять або вібрують із частотою
від 16 до 20000 разів на секунду. Тіло, що вібрує, може бути твердим, наприклад, струна
або земна кора, газоподібним, наприклад, струмінь повітря в духових музичних інструментах
або рідким, наприклад, хвилі на воді.

Гучність

Гучність залежить від амплітуди коливань у звуковій хвилі. За одиницю гучності звуку прийнято 1 Бел (на честь Олександра Грехема Белла, винахідника телефону). Насправді гучність вимірюють в децибелах (дБ). 1 дБ = 0,1Б.

10 дБ - Шепіт;

20-30 дБ – норма шуму у житлових приміщеннях;
50 дБ- Розмова середньої гучності;
80 д Б - Шум працюючого двигуна вантажного автомобіля;
130 дБ- поріг больового відчуття

Звук гучністю понад 180 дБ може навіть спричинити розрив барабанної перетинки.

Високі звукипредставлені високочастотними хвилями – наприклад, пташиний спів.

Низькі звуки– це низькочастотні хвилі, наприклад, звук двигуна великої вантажівки.

Звукові хвилі

Звукові хвилі- Це пружні хвилі, що викликають у людини відчуття звуку.

Звукова хвиля може проходити різні відстані. Гарматна стрілянина чути на 10-15 км, іржання коней і гавкіт собак - на 2-3 км, а шепіт всього на кілька метрів. Ці звуки передаються повітрям. Але провідником звуку може бути повітря.

Приклавши вухо до рейок, можна почути шум поїзда, що наближається, значно раніше і на більшій відстані. Значить метал проводить звук швидше та краще, ніж повітря. Вода також добре проводить звук. Нирнувши у воду, можна виразно чути, як стукають один об одного каміння, як шумить під час прибою галька.

Властивість води – добре проводити звук – широко використовується для розвідки у морі під час війни, а також для вимірювання морських глибин.

Необхідна умова поширення звукових хвиль – наявність матеріального середовища.У вакуумі звукові хвилі не поширюються, тому що там немає частинок, що передають взаємодію джерела коливань.

Тому на Місяці через відсутність атмосфери панує цілковита тиша. Навіть падіння метеориту на її поверхню не чутно спостерігачеві.

У кожному середовищі звук поширюється із різною швидкістю.

Швидкість звуку у повітрі- приблизно 340 м/с.

Швидкість звуку у воді– 1500 м/с.

Швидкість звуку в металах, сталі- 5000 м/с.

У теплому повітрі швидкість звуку більша, ніж у холодному, що призводить до зміни напряму поширення звуку.

КАМЕРТОН

- це U-подібна металева пластинакінці якої можуть коливатися після удару по ній.

Видаваний камертономзвук дуже слабкий і його чути лише на невеликій відстані.
Резонатор- Дерев'яний ящик, на якому можна закріпити камертон, служить для посилення звуку.
Випромінювання звуку при цьому відбувається не лише з камертону, а й з поверхні резонатора.
Однак тривалість звучання камертону на резонаторі буде меншою, ніж без нього.

Е Х О

Гучний звук, відбиваючись від перешкод, повертається до джерела звуку за кілька миттєвостей, і ми чуємо луна.

Помноживши швидкість звуку на час, що минув від виникнення до повернення, можна визначити подвоєну відстань від джерела звуку до перешкоди.
Такий спосіб визначення відстані до предметів використовується в ехолокації.

Деякі тварини, наприклад кажани,
також використовують явище відображення звуку, застосовуючи метод ехолокації

На властивості відбиття звуку заснована ехолокація.

Звук - механічна віл, що біжить ната передає енергію.
Однак потужність одночасної розмови всіх людей на земній кулі навряд чи більша за потужність одного автомобіля "Москвич"!

Ультразвук.

· Коливання із частотами, що перевищують 20 000 Гц, називають ультразвуком. Ультразвук широко застосовується у науці та техніці.

· Рідина закипає під час проходження ультразвукової хвилі (кавітація). У цьому виникає гідравлічний удар. Ультразвуки можуть відривати шматочки від поверхні металу та проводити дроблення твердих тіл. За допомогою ультразвуку можна змішати рідини, що не змішуються. Так готуються емульсії на олії. При дії ультразвуку відбувається омилення жирів. На цьому принципі влаштовані пральні пристрої.

· Широко використовується ультразвук у гідроакустиці. Ультразвуки великої частоти поглинаються водою дуже слабко і можуть поширюватись на десятки кілометрів. Якщо вони зустрічають на своєму шляху дно, айсберг чи інше тверде тіло, вони відбиваються та дають луну великої потужності. На цьому принципі влаштований ультразвуковий ехолот.

У металі ультразвукпоширюється майже без поглинання. Застосовуючи метод ультразвукової локації, можна виявити найдрібніші дефекти усередині деталі великої товщини.

· Дроблячу дію ультразвуку застосовують виготовлення ультразвукових паяльників.

Ультразвукові хвилі, надіслані з корабля, відбиваються від затонулого предмета. Комп'ютер засікає час появи луни та визначає місце розташування предмета.

· Ультразвук застосовують у медицині та біологіїдля ехолокації, для виявлення та лікування пухлин та деяких дефектів у тканинах організму, у хірургії та травматології для розтину м'яких та кісткових тканин при різних операціях, для зварювання зламаних кісток, для руйнування клітин (ультразвук великої потужності).

Інфразвук та його вплив на людину.

Коливання із частотами нижче 16 Гц називаються інфразвуком.

У природі інфразвук виникає через вихровий рух повітря в атмосфері або в результаті повільних вібрацій різних тіл. Для інфразвуку характерне слабке поглинання. Тому він поширюється великі відстані. Організм людини болісно реагує на інфразвукові коливання. При зовнішніх впливах, спричинених механічною вібрацією або звуковою хвилею на частотах 4-8 Гц, людина відчуває переміщення внутрішніх органів, на частоті 12 Гц – напад морської хвороби.

· Найбільшу інтенсивність інфразвукових коливаньстворюють машини та механізми, що мають поверхні великих розмірів, що здійснюють низькочастотні механічні коливання (інфразвук механічного походження) або турбулентні потоки газів та рідин (інфразвук аеродинамічного або гідродинамічного походження).

Звук є звуковими хвилями, які викликають коливання дрібних частинок повітря, інших газів, а також рідких і твердих середовищ. Звук може виникати тільки там, де є речовина, не важливо, в якому стані вона знаходиться. В умовах вакууму, де немає будь-якого середовища, звук не поширюється, тому що там відсутні частинки, які і виступають розповсюджувачами звукових хвиль. Наприклад, у космосі. Звук може модифікуватися, видозмінюватися, перетворюючись на інші форми енергії. Так, звук, перетворений на радіохвилі або електричну енергію, можна передавати на відстані і записувати на інформаційні носії.

Звукова хвиля

Рухи предметів та тіл практично завжди стають причиною коливань навколишнього середовища. Не важливо, вода це чи повітря. У процесі цього частки середовища, якому передаються коливання тіла, також починають коливатися. Виникають звукові хвилі. Причому рухи здійснюються у напрямах уперед і назад, поступово змінюючи один одного. Тому звукова хвиля є поздовжньою. Ніколи в ній не виникає поперечного руху вгору та вниз.

Характеристики звукових хвиль

Як будь-яке фізичне явище, вони мають свої величини, з яких можна описати характеристики. Основні характеристики звукової хвилі - це її частота та амплітуда. Перша величина показує, скільки хвиль утворюється за секунду. Друга визначає силу хвилі. Низькочастотні звуки мають низькі показники частоти і навпаки. Частота звуку вимірюється в Герцах, і якщо вона перевищує 20 000 Гц, виникає ультразвук. Прикладів низькочастотних і високочастотних звуків у природі та навколишньому світі досить. Щебетання солов'я, гуркіт грому, гуркіт гірської річки та інші – це всі різні звукові частоти. Значення амплітуди хвилі залежить від того, наскільки звук гучний. Гучність же, своєю чергою, зменшується в міру віддалення джерела звуку. Відповідно, і амплітуда тим менша, чим далі від епіцентру знаходиться хвиля. Іншими словами, амплітуда звукової хвилі зменшується при віддаленні джерела звуку.

Швидкість звуку

Цей показник звукової хвилі знаходиться у прямій залежності від характеру середовища, в якому вона поширюється. Значну роль відіграють і вологість, і температура повітря. У середніх погодних умовах швидкість звуку становить приблизно 340 метрів за секунду. У фізиці існує таке поняття, як надзвукова швидкість, яка завжди за значенням більша, ніж швидкість звуку. З такою швидкістю поширюються звукові хвилі під час руху літака. Літак рухається з надзвуковою швидкістю і навіть обганяє звукові хвилі, які він створює. Внаслідок тиску, що поступово збільшується за літаком, утворюється ударна звукова хвиля. Цікава та мало кому відома одиниця виміру такої швидкості. Називається вона Мах. 1 Мах дорівнює швидкості звуку. Якщо хвиля рухається зі швидкістю 2 Маха, то вона поширюється вдвічі швидше, ніж швидкість звуку.

Шуми

У повсякденному житті людини є постійні шуми. Вимірюється рівень шуму децибелах. Рух автомобілів, вітер, шелест листя, переплетення голосів людей та інші звукові шуми є нашими супутниками щодня. Але до таких шумів слуховий аналізатор людини може звикати. Однак існують і такі явища, з якими навіть пристосувальні здібності людського вуха не можуть упоратися. Наприклад, шум, що перевищує 120 дБ, здатний спричинити відчуття болю. Найгучніша тварина – синій кит. Коли він видає звуки, його можна почути на відстані понад 800 км.

Відлуння

Як виникає луна? Тут усе дуже просто. Звукова хвиля має здатність відбиватися від різних поверхонь: від води, від скелі, від стін у порожньому приміщенні. Ця хвиля повертається до нас, тож ми чуємо вторинний звук. Він не такий чіткий, як початковий, оскільки деяка енергія звукової хвилі розсіюється під час руху до перешкоди.

Ехолокація

Відображення звуку використовують у різних практичних цілях. Наприклад, ехолокація. Вона полягає в тому, що з допомогою ультразвукових хвиль можна визначити відстань до об'єкта, якого ці хвилі відбиваються. Розрахунки здійснюються при вимірі часу, за який ульразвук дістанеться місця і повернеться назад. Здібністю до ехолокації мають багато тварин. Наприклад, кажани, дельфіни використовують її для пошуку їжі. Інше застосування ехолокація знайшла у медицині. При дослідженнях з допомогою ультразвуку утворюється зображення внутрішніх органів людини. В основі такого методу знаходиться те, що ультразвук, потрапляючи у відмінне від повітря середовище, повертається назад, формуючи таким чином зображення.

Звукові хвилі у музиці

Чому музичні інструменти видають ті чи інші звуки? Гітарні перебори, награші піаніно, низькі тони барабанів та труб, що зачаровує тонкий голосок флейти. Всі ці та багато інших звуків виникають через коливання повітря або, іншими словами, через появу звукових хвиль. Але чому звучання музичних інструментів настільки різноманітне? Це залежить від деяких факторів. Перше – це форма інструменту, друге – матеріал, з якого він виготовлений.

Розглянемо це з прикладу струнних інструментів. Вони стають джерелом звуку, коли на струни впливають торканням. Внаслідок цього вони починають виробляти коливання та посилати у навколишнє середовище різні звуки. Низький звук будь-якого струнного інструменту обумовлений більшою товщиною та довжиною струни, а також слабкістю її натягу. І навпаки, чим сильніше натягнута струна, чим вона тонша і коротша, тим вищий звук виходить в результаті гри.

Дія мікрофона

Воно засноване на перетворенні енергії звукової хвилі на електричну. У прямій залежності при цьому є сила струму і характер звуку. Усередині будь-якого мікрофона розташована тонка пластина, виготовлена ​​з металу. При дії звуком вона починає здійснювати коливальні рухи. Спіраль, з якою з'єднана платівка, також вібрує, у результаті виникає електричний струм. Чому він з'являється? Це з тим, що у мікрофоні також вбудовані магніти. При коливаннях спіралі між його полюсами і утворюється електричний струм, що йде спіралі і далі - на звукову колонку (гучномовець) або техніки для запису на інформаційний носій (на касету, диск, комп'ютер). До речі, аналогічна будова має мікрофон у телефоні. Але як діють мікрофони на стаціонарному та мобільному телефоні? Початкова фаза однакова для них - звук людського голосу передає свої коливання на платівку мікрофона, далі все за описаним вище сценарієм: спіраль, яка при русі замикає два полюси, створюється струм. А що далі? Зі стаціонарним телефоном все більш-менш зрозуміло - як і в мікрофоні, звук, перетворений на електричний струм, біжить по дротах. А як же справа з стільниковим телефоном або, наприклад, з рацією? У цих випадках звук перетворюється на енергію радіохвиль і потрапляє на супутник. От і все.

Явище резонансу

Іноді створюються умови, коли амплітуда коливань фізичного тіла різко зростає. Це відбувається внаслідок зближення значень частоти вимушених коливань та частоти коливань предмета (тіла). Резонанс може приносити як користь, і шкоду. Наприклад, щоб визволити машину з ямки, її заводять і штовхають туди-сюди для того, щоб викликати резонанс і надати автомобілю інерцію. Але траплялися й випадки негативного наслідку резонансу. Наприклад, у Петербурзі приблизно сто років тому звалився міст під синхронно крокуючими солдатами.