Механические волны

Волна – это распространение колебаний в упругой среде, т.е. в жидкостях и твердых телах – упругие вещества, в газах – слабоупругие.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЛН:
х, А, Т, ν, ω,ϕ0 ,ϕ - как у колебаний
λ - длина волны –путь волны за период.
[λ ] = [ м ]
Скорость волны
υ= λ ν
υ = λ/ Т

Распространяются в газах,
жидкостях и твердых телах
Распространяются в
газах
и жидкостях
Поперечная –
колебания происходят
перпендикулярно скорости
движения
Продольная –
колебания происходят
вдоль направления скорости
движения
Пример: волны на воде
Пример: звуковые волны

Звуковые волны

Звуковые волны –волны, способные вызывать у человека слуховые ощущения с частотой в пределах от 16 Гц до 20000 Гц.

Характеристики

1.Скорость распространения
звука в различных средах:
Вывод:
чем плотнее вещество тем больше скорость звука

2. Громкость звука
Громкость звука определяется его амплитудой:
чем больше амплитуда, тем звук громче.

За единицу громкости звука принят 1 Бел (в честь Александра Грэхема Белла, изобретателя телефона).
На практике громкость измеряют в децибелах (дБ).
1 дБ = 0,1Б.
Звук громкостью свыше 180 дБ может вызвать
разрыв барабанной перепонки.

3. Высота звука
Высота звука определяется его частотой:
чем больше частота колебаний, тем выше звук.

Звуки человеческого голоса по высоте делят на несколько диапазонов:
бас – 80–350 Гц,
баритон – 110–149 Гц,
тенор – 130–520 Гц,
дискант – 260–1000 Гц,
сопрано – 260–1050 Гц,
колоратурное сопрано – до 1400 Гц.

Виды звуковых волн

Инфразвук - частота менее 16 Гц, человек не воспринимает, хотя может ощущать его воздействие.

Инфразвук вызывает:
Потерю чувства равновесия;
Тошноту;
Непроизвольное вращение глазных яблок;
Перемещение внутренних органов (4-8 Гц);
Приступ морской болезни(12 Гц)

1.Извержение вулканов;
2.Ветер, обтекающий гребни морских волн;
Источники инфразвука

3.Грозовые разряды;
4.Орудийные выстрелы;
5.Взрывы атомных бомб;

Инфразвук слышат некоторые животные.
Медузы воспринимают инфразвуковые волны с частотой 8-13 Гц и чувствуют приближение шторма за 15 часов.

Инфразвук практически не поглощается в веществе, поэтому он может распространяться на больших расстояниях.
Применение:
Определение мест сильных взрывов;
Определение положения стреляющего орудия;
Контроль за подземными ядерными взрывами;
Предсказывать цунами.

Ультразвук –частота более 20000 Гц

Ультразвук человек тоже не слышит, но его воспринимают некоторые животные.

Летучие мыши- ничего не видят, но в темноте летают и ловят добычу, ориентируясь по ультразвуку.

Дельфины - благодаря ультразвуку ориентируются в мутной воде.

Ультразвук с частотой более 25 кГц вызывает болевые ощущения у птиц.
Это используется при отпугивании чаек от водоемов с питьевой водой и от траулеров с рыбой, птиц на аэродромах.

Зубчатые киты с помощью ультразвука охотятся на кальмаров.
Ночные бабочки и жуки слышат ультразвуковые волны, издаваемые мышами и успевают спрятаться от них.

Применение:
Эхолоты - позволяют измерять глубину моря;
Гидролокаторы - обнаруживают косяки рыб, подводные лодки противника.

Волновые явления

1
ДИФРАКЦИЯ
Явление огибания
волной препятствия
УСЛОВИЕ
> D,
D – размер
препятствия

2
ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ
Явление сложения волн,
в результате
которого амплитуда
полученной
волны возрастает или убывает
УСЛОВИЕ

3.Эхо
Явление отражения звуковой волны от препятствия
Условие:
звук падает на препятствие под углом 900