Механические колебания. Звуковые волны. Акустика

МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ
Механические колебания – то повторяющийся в той или иной степени во времени процесс изменения состояний системы около точки равновесия.
Например, при колебаниях маятника повторяются отклонения его в ту и другую сторону от вертикального положения; при колебаниях в электрическом колебательном контуре повторяются величина и направление тока, текущего через катушку.

МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ПРУЖИННЫЙ МАЯТНИК
Математический маятник – тело небольших размеров, подвешенное на тонкой нерастяжимой невесомой нити длиной l.
Пружинный (гармонический) маятник – груз массы m, прикрепленный к пружине жесткости k, второй конец которой закреплен неподвижно.

ВИДЫ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ
Свободные колебания – это колебания, происходящие после выведения системы из положения равновесия. Они делятся на затухающие и незатухающие.
Вынужденные колебания – это колебания, совершаемые телом под действием внешней периодически изменяющейся силы.
Колебательные системы – это системы тел, способные совершать свободные колебания.

ПРИМЕРЫ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ
качели
транспорт
часы
струны

ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ
Звуковые волны – это механические колебания, которые, распространяясь и взаимодействуя с органом слуха, воспринимаются человеком.
К звуковым волнам относятся такие колебания, которые осуществляются с частотой от 20 до 20 000 Гц.

ПРИМЕРЫ ЗВУКОВЫХ ВОЛН
свист ветра
старт ракеты
шелест листьев
колебания голосовых связок

РАЗЛИЧНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ЗВУКОВЫХ ВОЛН
Интерференция — усиление колебаний звука в одних точках пространства и ослабление в других в результате наложения двух или нескольких звуковых волн.
Способность огибать препятствия — еще одно ключевое свойство звуковых волн, называемое дифракцией.
Еще один эффект, связанный с волновым движением, о котором нельзя не вспомнить, — резонанс. Он заключается в значительном усилении амплитуды при наложении нескольких колебаний с одинаковой частотой.
Эффект Доплера — еще одно интересное явление, связанное с распространением звуковых волн в пространстве. Он состоит в том, что длина волны (а, значит, и ее частота) изменяется в соответствии со скоростью движения слушателя относительно источника волны.

АКУСТИКА
Акустика – обширная область физики, которая исследует упругие колебания и волны от самых низких частот до предельно высоких.

РАЗНОВИДНОСТИ АКУСТИКИ
Физическая акустика занимается изучением самих звуковых колебаний
Электроакустика, или техническая акустика, занимается получением, передачей, приёмом и записью звуков при помощи электрических приборов.
Архитектурная акустика изучает распространение звуков в помещениях.
Музыкальная акустика исследует природу музыкальных звуков, а также музыкальный настрой и системы.
Гидроакустика (морская акустика) занимается изучением явлений, происходящих в водной среде, связанных с излучением, приёмом или распространением акустических волн.
Атмосферная акустика изучает звуковые процессы атмосфере, в частности распространение звуковых волн, условия сверхдальнего распространения звука.
Физиологическая акустика исследует возможно органов слуха, их устройство и действие. Она изучает образование звуков органами речи и восприятие звуков органами слуха, а также вопросы анализа и синтеза речи.
Биологическая акустика рассматривает вопросы звукового и ультразвукового общения животных.