Звуковые волны. 11 класс

ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ
Если длинную стальную линейку зажать в тисках, затем отклонить конец линейки от положения равновесия, то линейка начнет колебаться и звучать. Пластина в ходе колебаний вдоль нормали к ней сжимает прилегающий к одной из ее сторон слой воздуха и одновременно создает разрежение с другой стороны. Эти сжатия и разрежения чередуются во времени и распространяются в обе стороны в виде упругих продольных волн. Одна из них достигает нашего уха и вызывает вблизи него периодические колебания давления, которое воздействуют на слуховой аппарат. Ухо человека воспринимает в виде звука.
Любое тело (твердое, жидкое или газообразное), колеблющееся со звуковой частотой, создает в окружающей среде звуковую волну.
Возбуждение звуковых волн

ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ
Звуковые волны – это механические колебания, которые, распространяясь и взаимодействуя с органом слуха, воспринимаются человеком.
Звуковая волна (звуковые колебания) — это передающиеся в пространстве механические колебания молекул вещества (например, воздуха)

ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ
А как вы думаете, возможно ли распространение звуковой волны в вакууме? Впервые на этот вопрос удалось ответить Роберту Бойлю в 1660 году. Идея опыта достаточно проста. Учёный взял работающий будильник и поместил его в сосуд вакуумного насоса. Несмотря на то, что звук, издаваемый под колоколом насоса, стал тише, он всё же был вполне различим. Затем Бойль начал откачивать воздух из сосуда. По мере того, как давление воздуха под колоколом уменьшается, звук звонка постепенно слабеет до тех пор, пока совсем не исчезнет. Но молоточек звонка продолжает ударять по звонковой чаше.
Звуковые волны в различных средах
Значит, она колеблется, но эти колебания дальше не распространяются, так как нет передающей среды. Если впустить под колокол насоса воздух, то мы снова услышим звон. Этот опыт доказал, что для распространения звука необходима среда.

ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ
Звуковые волны в различных средах

ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ
Однако не всякое колеблющееся тело издаёт звуки. Так, например, мы не слышим колебания обычного математического маятника. Всё дело здесь в частоте колебаний, которой характеризуется колебательная система. Так, наше ухо способно воспринимать только акустические звуки, то есть колебания, частота которых находится в пределах от 16 Гц до 20 кГц.

ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ
Ультразвук – это механические волны, аналогичные звуковым, но имеющие частоту от 20 кГц до миллиарда герц.
Волны, имеющие частоту более миллиарда герц, называют гиперзвуком.
Инфразвук – механические волны, аналогичные звуковым, но имеющие частоту менее 20 Гц. Они не воспринимаются человеческим ухом (шторм, цунами, землетрясения, ураганы, извержения вулканов, гроза)
Инфразвук используют для колебаний поверхности. Например, на алмазных приисках, где берут руду, в которых есть алмазные компоненты, и дробят на мелкие частицы, чтобы найти эти алмазные вкрапления.

ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ
Скорость звука

ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ
Скорость распространения звуковой волны

ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ
Скорость распространения звуковой волны