Для нахождения скорости звука нужно

В опытах с резиновым шнуром и шариками, соединенными пружиной, мы наблюдали волны, которые распространялись только в одну сторону. В сплошных средах волны распространяются по всем направлениям. Сплошной средой можно считать любую жидкость, газ или твердой тело, которые сплошь заполняют некоторую область пространства.

В сплошной среде волны всегда являются затухающими. Это связано с тем, что при колебательном движении между частицами возникают силы трения. Поэтому полная механическая энергия колеблющихся частиц уменьшается. Вспомним, что полная механическая энергия колеблющегося тела равна:

W = k x 2 m a x 2 . .

где x m a x — амплитуда колебаний, а k — коэффициент упругости.

Поскольку часть энергии уходит на преодолении сил трения, со временем она уменьшается. Следовательно, уменьшается и амплитуда колебаний частиц. Исключение составляют плоские волны, амплитуда колебаний которых остается постоянной (или почти постоянной).

Плоские волны

Определение

Плоская волна — волна, образованная бесконечно большой плоской пластиной, колеблющейся перпендикулярно к ее нормали в сплошной среде.

Все частицы, лежащие в одной плоскости, параллельной пластине, колеблются в одной фазе. Поверхности равной фазы называются волновыми поверхностями. А линию, перпендикулярную такой поверхности, называют лучом. Под направлением распространения волн понимают направление лучей.

Волновые поверхности плоской волны представляют собой плоскости, параллельные колеблющейся пластине.

При распространении плоской волны размеры волновых поверхностей по мере удаления от пластины не меняются (или почти не меняются). Поэтому энергия волны не рассеивается в пространстве, и амплитуда колебаний уменьшается только за счет действия сил трения.

Добро пожаловать на лекцию по измерению скорости звука! В этой лекции мы рассмотрим определение скорости звука, методы ее измерения в различных средах – газах, жидкостях и твердых телах, а также применение этих методов. Мы разберем основные понятия и свойства, чтобы вы могли легко понять и применить полученные знания в практических задачах. Давайте начнем!

Нужна помощь в написании работы?

Мы — биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Определение скорости звука

Скорость звука – это физическая величина, которая определяет скорость распространения звуковых волн в среде. Она является одной из основных характеристик среды и зависит от ее физических свойств, таких как плотность, упругость и температура.

Скорость звука обычно измеряется в метрах в секунду (м/с) и может быть различной в разных средах. Например, в воздухе при комнатной температуре скорость звука составляет около 343 м/с, в воде – около 1482 м/с, а в стали – около 5960 м/с.

Опыты по физике. Измерение скорости звука

Определение скорости звука в среде может быть выполнено с помощью различных методов, в зависимости от типа среды. В газах скорость звука может быть измерена с помощью акустических резонансов или методом времени задержки. В жидкостях скорость звука может быть измерена с помощью ультразвуковых волн или методом резонанса. В твердых телах скорость звука может быть измерена с помощью метода эхо или метода резонанса.

Знание скорости звука в различных средах имеет практическое применение в различных областях, таких как акустика, сейсмология, медицина и инженерия. Например, знание скорости звука в материалах позволяет определить их структуру и свойства, а также использовать звуковые волны для неразрушающего контроля и диагностики.

«Лунариум»

Время работы: с 10:00 до 21:00,
Выходной день: вторник
«Ретро-кафе»: в дни работы Планетария с 10:00 до 20:00.

> Скорость звука

  • Залы Планетария
  • Схема Планетария
  • Экспонаты

Экспонат музея Лунариум
Скорость звука

скорость звука

Звук — явление распространения в виде упругих волн механических колебаний в газообразной, жидкой или твёрдой средах. Важнейшим показателем является скорость звука, которая определяется упругостью и плотностью среды. Поэтому в вакууме звук не распространяется, в газах его скорость меньше, чем в жидкостях, а в жидкостях — меньше, чем в твёрдых телах. Идея измерить скорость звука пришла учёным давно. Но попытки экспериментального определения скорости звука относятся к первой половине XVII века, когда английский учёный Фрэнсис Бэкон указал на возможность определения скорости звука путём измерения промежутка времени между вспышкой света и звуком выстрела, дошедшего до наблюдателя. Применив этот метод, исследователи получили в разные годы значение скорости звука в воздухе 350—450 м/с.

Исаак Ньютон вычислил скорость звука теоретически, исходя из упругих свойств воздуха и за­висимости объема газа от давления, выраженной законом Бойля—Мариотта. Его показатель оказался намного ниже скорости, полученной в опытах. Постепенно пришло понимание, что скорость звука в воздухе зависит от многих факторов и в первую очередь — температуры, давления, влажности. Поэтому при 20 °C , нормальном атмосферном давлении и нормальной влажности скорость звука в воздухе составляет 343 м/с или 1235 км/ч.

Экспонат «Скорость звука» представляет собой пластиковую трубу длиной 100 метров, которая обмотана для наглядности вокруг столба. Нижний конец трубы соединён с рупором, который, в свою очередь, соединён с коротким шлангом, на конце которого установлен наушник. Верхний конец трубы соединён с другим шлангом, снабжённым наушником. Нужно приложить наушники к ушам и произнести громко в рупор какое-нибудь слово. В трубке с наушником, соединённым с верхним концом стометровой трубы, звук дойдёт до вас с небольшим опозданием, так как звук вашего голоса «путешествует» по воздуху внутри трубы не мгновенно, а со скоростью около 343 м/с.

Для нахождения скорости звука нужно

Вопрос по физике:

Тест по теме «Звуковые волны» 9 классВариант 1 1. Источником звука является….
А) любое колеблющееся тело
Б) тела, колеблющиеся с частотой более 20 000 Гц
С) тела, колеблющиеся с частотой от 20 Гц до 20000 Гц
Д) тела, колеблющиеся с частотой ниже 20 Гц 2. Громкость звука определяется…
А) амплитудой колебаний источника звука
Б) частотой колебаний источника звука
С) периодом колебаний источника звука
Д) скоростью движения источника звука 3. В каких единицах измеряется длина звуковой волны?
А) в метрах в секунду Б) в секундах С) в Герцах Д) в метрах 4. В какой среде из перечисленных скорость звука будет наибольшей?
А) воздух Б) вакуум С) вода Д) свинец 5. Какой волной является звук?
А) продольной Б) поперечной
С) имеет продольно-поперечный характер 6. Для нахождения скорости звука нужно…
А) длину волны разделить на частоту колебаний источника звука
Б) длину волны разделить на период колебаний источника звука
С) длину волны умножить на период колебаний источника звука
Д) период колебаний разделить на длину волны 7. Чему равен период колебаний источника звуковой волны,
если частота колебаний 500 Гц?
А) 17000 с Б) 0,68 с С) 0,002 с Д) 1,4 с 8. Найдите длину звуковой волны частотой 1000 Гц в стекле.
Скорость звука в стекле 5500 м/с А) 0,2 м Б) 5,5 м С) 0,2 км Д) 5,5 км 9. Как изменится высота звучания струны гитары при увеличении температуры воздуха? А) увеличится Б) уменьшится С) не изменится

Трудности с пониманием предмета? Готовишься к экзаменам, ОГЭ или ЕГЭ?

Воспользуйся формой подбора репетитора и занимайся онлайн. Пробный урок — бесплатно!

  • bookmark_border
  • 02.05.2018 21:38
  • Физика
  • remove_red_eye 9956
  • thumb_up 13

Тест по физике 9 класс. Тема «Звуковые волны»

Звук — это
— физическое явление, представляющее собой распространение в виде упругих волн механических колебаний в твердой, жидкой или газообразной среде.
— Звук представляет собой звуковые волны, которые вызывают колебания мельчайших частиц воздуха, других газов, а также жидких сред.
— Звук представляет собой звуковые волны, которые вызывают колебания мельчайших частиц твердых сред.
— физическое явление, представляющее собой распространение в виде упругих волн механических колебаний газообразной среде.

Вопрос №2

Источником звука является…
— любое колеблющееся тело.
— тела, колеблющиеся с частотой более 20 000 Гц.
— тела, колеблющиеся с частотой ниже 20 Гц.
— тела, колеблющиеся с частотой от 20 Гц до 20000 Гц.

Вопрос №3

Громкость звука определяется…
— амплитудой колебаний источника звука.
— частотой колебаний источника звука.
— периодом колебаний.
— скоростью движения источника звука.

Вопрос №4

В какой среде из перечисленных скорость звука будет наибольшей?
— в жидкости.
— в газах.
— твердых телах.
— воздухе.

Вопрос №5

Для нахождения скорости звука нужно
— длину волны разделить на частоту колебаний источника звука.
— длину волны разделить на период колебаний источника звука.
— период колебаний разделить на длину волны.
— период колебаний умножить на длину волны.

Вопрос №6

Чему равен период колебаний источника звуковой волны, если частота колебаний 500 Гц?
— 17000 с
— 0,7 с
— 1.4 с
— 0,002 с

Вопрос №7

Найдите длину звуковой волны частотой 1000 Гц в стекле. Скорость звука в стекле 5500 м/с
— 0,2 м
— 0,2 км
— 0,5 км
— 0,5 м

Вопрос №8

Где правильно указана последовательность по возрастанию скорости звука?
— воздух, вода, железо.
— вода, стекло, газ.
— газ, сталь, вода.
— сталь, вода, воздух.

Вопрос №9

Как возникает эхо?
— в результате отражения звука.
— при поглощении звука.
— при огибании волной предметов.
— Звуковая волна имеет способность отражаться от разных поверхностей.

Вопрос №10

Почему музыкальные инструменты издают те или иные звуки?
— звуки возникают по причине колебаний струн инструмента.
— звуки возникают по причине колебаний воздуха или из-за появления звуковых волн.
— когда на струны воздействуют касанием.
— так как есть резонаторные устройства.

Тест «Звуковые волны» 9 класс

4. В какой среде из перечисленных скорость звука будет наибольш ей?

А) возду х Б) вакуум С) вода Д) свинец

5. Какой волной является звук?

А) продольной Б) поперечной

С) имеет продольно — поперечный характер

6. Для нахождения скорости звука нужно…

А) длину волны разделить на частоту колебаний и сточ ника зву ка

Б) длину волны разделить на период колебаний источника зву ка

С) длину волны умножить на период колебаний источника зву ка

Д) период колебаний разделить на длину волны

7. Чему равен период колебаний источника звуковой волны,

если частота колебаний 500 Гц?

А) 17000 с Б) 0,68 с С) 0,002 с Д) 1,4 с

8. Найдите длину звуковой волны частотой 1000 Гц в стекле.

Скорость звука в стекле 5500 м/с

А) 0,2 м Б) 5,5 м С) 0,2 км Д) 5,5 км

9. Как изменится высота звучания струны гитары при увеличении температуры воздуха?

А) увеличится Б) у меньшится С) не изменится

10. Инфразвуком называются механические колебания с частотой …

А) от 20 до 20 000 Гц Б) выше 20 000 Гц С) ниже 20 Гц Д) выше 20 Гц

11. Высота тона звука определяется…

А) амплитудой колебаний источника зву ка

Б) частотой колебаний источника зву ка

С) длиной волны зв у ка

Д) скоростью движения источника зву ка

12. В каких единицах измеряется скорость звуковой волны?

А) в метрах в секунду Б) в секундах С) в Герцах Д) в метрах

13. В какой среде из перечисленных скорость звука будет наимень ше й?

А) возду х Б) керосин С) вода Д) свинец

14. В какой из перечисленных сред звук не распространяется?

А) в жидкостях Б) в твердых телах

С) звук распространяется в любой среде Д) вак уу м

15. Для нахождения длины волны звука нужно…

А) скорость звука умножить на период колебаний источника зву ка

Б) скорость звука умножить на частоту колебаний источника звука

С) скорость звука разделить на период колебаний источника зву ка

Д) период колебаний разделить на скорость звука

16. Чему равна частота колебаний источника звуковой волны, если ее период раве н 0,02 с?

А) 68 Гц Б) 6,8 Гц С ) 50 Гц Д) 1700 Гц

17. Найдите длину звуковой волны периодом 0,02 с в воздухе

А) 680 м Б) 6,8 м С) 0,00006 м Д) 1700 м

18. Как изменится высота звука, издаваемого циркулярной пилой при ее холостом

ходе, если на ней начать распиливать толстую доску?

А) увеличится Б) уменьшится С) не изменится

19 . Ультразвуком называются механические колебания с частотой …

А) от 20 до 20000 Гц Б) выше 20000 Гц С) ни же 20 Гц Д) ниже 20000 Гц

20. В каких единицах измеряется период звуковой волн ы?

А) в метрах в секунду Б) в сек у ндах С) в Герцах Д) в метрах

21. Чувствительность человеческого уха …

А) одинакова к звукам различной частоты

Б) наибольшая к звукам с частотой от 1000 до 5000 Гц

С) наименьшая к звукам с частотой от 1000 до 5000 Гц

Д) наибольшая к звукам с частотой от 20 до 200 Гц

22. Какова примерно самая высокая частота звука, слышимая человеческим ухом?

А) 20 Гц Б) 20 кГц С) 200 Гц Д) 2000 Гц

23. Какое насекомое чаще машет крыльями в полете: шмель или комар?

А) комар, так как у него большая частота колебаний крыльев

Б) комар, так как у него большая амплиту да колебаний крыльев

Б) шмель, так как у него более низкий зву к

Д) шмель, так как у него большая амплитуда колебаний

24. Где правильно указана последовательность по возрастанию скорости звука?

А) возду х, вода, сталь Б) сталь, возду х, вода

С) сталь, вода, возду х Д) вода, возду х, сталь

25. Найдите неверное соотношение между периодом и частотой колебаний

источника звуковой волны

А) период 0,02 с, частота 50 Гц Б) период 0,004 с, частота 250 Гц

С) частота 1000 Гц, период 0,0001 с Д) частота 200 Гц, период 0,05 с

26. Определите скорость звука в воде, если источник, колеблющ ийся с периодом

0,001 с возбуждает в воде волны длиной 1,48 м

А) 0,00148 м/с Б) 1480 м/с С) 1480 км/с Д) 0,007 м/с

27. Мальчик увидел вспышку молнии, а через 5 с услышал раскаты грома. Как

далеко от него ударила молния ?

А) 68 м Б) 340 м С) 1700 м Д) 6800 м

Для скачивания поделитесь материалом в соцсетях

После того как вы поделитесь материалом внизу появится ссылка для скачивания.

Получить код —>

Физика — еще материалы к урокам:

  • Конспект «Сыртқы фотоэлектрлік эффект. Эйнштейннің фотоэффектіге арналған теңдеуі»
  • Примеры решения задач № 19 из вариантов ОГЭ по физике
  • Исследовательский проект «Определение влажности воздуха в квартире» 8 класс
  • Презентация «Шаровые молнии»
  • Конспект урока «Строение атомного ядра. Ядерные силы» 11 класс
  • Внеклассное мероприятие «Физика за чашкой чая» 8 класс
Предметы
  • /algebra/Алгебра
  • /angliyskiy-yazyk/Английский язык
  • /biologiya/Биология
  • /georgrafiya/География
  • /geometriya/Геометрия
  • /izo/ИЗО
  • /informatika/Информатика
  • /istoriya/История
  • /literatura/Литература
  • /matematika/Математика
  • /music/Музыка
  • /mhk/МХК
  • /nachalnaya-shkola/Начальная школа
  • /obzh/ОБЖ
  • /obschestvoznanie/Обществознание
  • /okruzhayuschiy-mir/Окружающий мир
  • /orkse/ОРКСЭ
  • /pedagogika/Педагогика
  • /russkiy-yazyk/Русский язык
  • /tehnologiya/Технология
  • /fizika/Физика
  • /fizkultura/Физкультура
  • /himiya/Химия
  • /ekologiya/Экология
Похожие материалы
  • 26-01-2019, 01:17 Контрольная работа «Звуковые волны» 9 класс
  • 28-11-2018, 11:03 Методическая разработка урока «Звуковые волны. Ультразвук и его
  • 11-11-2018, 07:00 Конспект урока «Звуковые волны»
  • 3-02-2018, 12:05 Контрольное тестирование «Механические и звуковые волны»
  • 26-07-2017, 23:36 Контрольная работа «Механические и звуковые волны» 10 класс
  • 26-01-2017, 16:07 Конспект урока «Источники звука. Звуковые колебания. Звуковые волны»
  • 2-01-2017, 15:22 Конспект урока «Звуковые волны» 9 класс
  • 13-12-2016, 19:38 Презентация «Звуковые волны»

Скорость звука

Физика

Ско́рость зву́ка, скорость распространения в среде упругих волн . Определяется упругостью и плотностью среды. Для плоской гармонической волны в среде без дисперсии скорость звука равна c = ω / k > c = ω / k , где ω omega ω – частота , k boldsymbol k – волновое число . Со скоростью c c распространяется фаза гармонической волны, поэтому её называют также фазовой скоростью звука. В средах с дисперсией звука фазовая скорость различна для разных частот; в этих случаях используют понятие групповой скорости . При больших амплитудах упругой волны скорость распространения каждой точки профиля волны зависит от величины давления в этой точке, возрастая с ростом давления, что приводит к искажению формы волны (см. в статье нелинейная акустика ). Скорость звука в газах меньше, чем в жидкостях , а в жидкостях, как правило, меньше, чем в твёрдых телах . При температуре 20 °C и нормальном давлении скорость звука в воздухе составляет 343,1 м/c, в воде – 1490 м/c.

В газах и жидкостях звук распространяется в виде объёмных волн сжатия – разряжения. Если процесс распространения звука происходит адиабатически , то скорость звука равна c = x ( ∂ P / ∂ ρ ) s text= sqrt> c = x ( ∂ P / ∂ ρ ) s ​

​ , где P P – давление, ρ rho ρ – плотность вещества, индекс s s показывает, что производная берётся при постоянной энтропии . Эта скорость звука называется адиабатической.

В идеальном газе c = γ P / ρ = γ R T / μ =sqrt=sqrt c = γ P / ρ

​ , где R R – универсальная газовая постоянная , Т textit Т – абсолютная температура, μ mu μ – молекулярная масса газа, γ gamma γ – отношение теплоёмкостей при постоянном давлении и постоянном объёме. Это т. н. лапласова скорость звука; в газе она совпадает по порядку величины со средней тепловой скоростью движения молекул. Величина c ′ = P / ρ >=sqrt c ′ = P / ρ

​ называется ньютоновой скоростью звука; она определяет скорость звука при изотермическом процессе распространения, который имеет место на очень низких частотах.

В идеальном газе при заданной температуре скорость звука не зависит от давления и растёт с ростом температуры как T sqrt> T

​ . При комнатной температуре относительное изменение скорости звука в воздухе составляет примерно 0,17 % на 1 °C. В жидкостях скорость звука, как правило, уменьшается с ростом температуры. Исключением является вода , в которой скорость звука при комнатной температуре увеличивается с ростом температуры, достигает максимума при температуре ≈ 74 approx 74 ≈ 74 °C и уменьшается с дальнейшим ростом температуры. Скорость звука в воде растёт с увеличением давления примерно на 0,01 % на 1 атм, а также с увеличением содержания растворённых в ней солей .

В морской воде скорость звука зависит от температуры, солёности и глубины. Эти зависимости имеют сложный вид; для расчёта скорости звука используются таблицы, рассчитанные по эмпирическим формулам. Поскольку температура, давление, а иногда и солёность меняются с глубиной, то скорость звука в океане является функцией глубины. Эта зависимость в значительной степени определяет характер распространения звука в океане, в частности определяет существование подводного звукового канала .

В неограниченной твёрдой среде распространяются продольные и сдвиговые (поперечные) упругие волны. В изотропном твёрдом теле фазовая скорость для продольной волны

c l = E ( 1 − σ ) ρ ( 1 + σ ) ( 1 − 2 σ ) = K + 4 / 3 G ρ , >=sqrt< frac> =sqrt< frac>, c l ​ = ρ ( 1 + σ ) ( 1 − 2 σ ) E ( 1 − σ ) ​

​ , для сдвиговой волны

c t = E 2 ρ ( 1 + σ ) = G ρ , >=sqrt< frac> =sqrt< frac>, c t ​ = 2 ρ ( 1 + σ ) E ​

где E E – модуль Юнга , G G – модуль сдвига, σ sigma σ – коэффициент Пуассона , K K – модуль объёмного сжатия. Скорость распространения продольных волн всегда больше, чем скорость сдвиговых волн, причём обычно выполняется соотношение c l > 2 c t >>sqrt > c l ​ > 2

​ c t ​ . В монокристаллах скорость звука зависит от направления распространения волны в кристалле (см. статью Кристаллоакустика ). В тех направлениях, в которых возможно распространение чисто продольных и чисто поперечных волн, в общем случае имеется одно значение c l > c l ​ и два значения c t > c t ​ . Если значения c t > c t ​ различны, то соответствующие волны иногда называют быстрой и медленной поперечными волнами. В общем случае для каждого направления распространения волны в кристалле могут существовать три смешанные волны с различными скоростями распространения, которые определяются соответствующими комбинациями модулей упругости.

В металлах и сплавах скорость звука существенно зависит от предшествующей механической и термической обработки; это явление частично связано с дислокациями , наличие которых также влияет на скорость звука. В металлах, как правило, скорость звука уменьшается с ростом температуры. При переходе металла в сверхпроводящее состояние величина ∂ c ∂ T frac ∂ T ∂ c ​ в точке перехода меняет знак. В сильных магнитных полях проявляются некоторые эффекты в зависимости скорости звука от магнитного поля, отражающие особенности поведения электронов в металле.

Измерения скорости звука используются для определения многих свойств вещества, таких как величина отношения теплоёмкостей для газов, сжимаемости газов и жидкостей, модулей упругости твёрдых тел, температуры Дебая и др. Измерение малых изменений скорости звука – чувствительный метод определения примесей в газах и жидкостях. В твёрдых телах измерение скорости звука и её зависимости от температуры, магнитного поля и других параметров позволяет исследовать строение вещества: зонную структуру полупроводников , форму ферми-поверхности в металлах и многое другое.

Редакция физических наук

Опубликовано 4 мая 2023 г. в 18:54 (GMT+3). Последнее обновление 4 мая 2023 г. в 18:54 (GMT+3). Связаться с редакцией

Распространение звука. Звуковые волны

Наше ухо постоянно слышит различные звуки. Чаще всего звук распространяется по воздуху, но может распространяться и в других средах. Эти среды называют упругими.

Если между ухом и источником звука удалить звукопередающую среду, то мы ничего не услышим. Это означает, что для передачи звука на расстояние необходима звукопередающая среда.

Чтобы изолировать источник звука (будильник) от звукопередающей среды (воздуха), поместим его в установку, где сможем откачать воздух (рис. (1)).

3.png

Рис. (1). Эксперимент с будильником в вакууме

Для чистоты эксперимента послушаем будильник в воздушной среде под колоколом воздушного насоса. Звук слышен очень хорошо. Постепенно начнём откачивать воздух. Громкость звука уменьшается. При достижении вакуума под колоколом звук перестаёт передаваться — будильник не слышно. Этим экспериментом мы подтвердили утверждение о том, что в отсутствие упругой среды звук не передаётся.

Звуковые волны распространяются в упругой среде. Чем больше плотность вещества, тем лучше оно проводит звук.

Проведём эксперимент с доской из древесины (рис. (2)). Сможем ли мы расслышать тиканье часов на расстоянии, приложив ухо к одному концу доски, а к другому — наручные часы? Звук хорошо передаётся по доске.

1.png

Рис.(2). Эксперимент с доской из древесины

Если подвесить металлическую ложку на верёвочке (рис. (3)) и привязать другой конец к пальцам, то вибрация будет им передаваться. Проволока из металла будет лучше проводить звук.

2.png

Рис. (3). Эксперимент с ложкой и верёвочкой

Тела с низкой плотностью, не обладающие упругостью, содержащие звукоизолирующие слои (например, прослойку воздуха) проводят звук в меньшей степени. Например, пробка, поролон, вата.

Чтобы изолировать помещение от посторонних или ненужных звуков, необходимо облицевать потолок, стены и даже пол различными звукопоглощающими материалами. Для этих целей используют минеральную, базальтовую или хлопковую вату, а также газостекло, пенобетон, вспененный полиуретан и меламин и др. Все эти материалы в порах содержат воздух, что и способствует поглощению звука.

Таким образом,

звук может распространяться в любой среде (твёрдой, жидкой и газообразной), где есть молекулы. И не может распространяться там, где молекул нет, т.е. в вакууме.

Колебания источника звука создают в окружающей среде волну звуковой частоты, которая является упругой волной.

Восприятие звука слуховым аппаратом (рис. 4):

  1. Волна, достигая наружного уха, воздействует на барабанную перепонку, что заставляет её колебаться с точно такой же частотой, с какой колеблется источник звука.
  2. Колебания барабанной перепонки передаются на слуховые косточки в среднем ухе, далее — во внутреннее ухо.
  3. Во внутреннем ухе колебания воздействуют на улитку, в которой есть волосковые клетки, которые преобразуют механические колебания в электрические нервные импульсы.
  4. Слуховой нерв передаёт электрические нервные импульсы от улитки в головной мозг.
  5. Мозг анализирует сигналы: распознаёт, сравнивает, интерпретирует.

4.png

Рис. (4). Строение слухового аппарата

В газах и жидкостях могут существовать только продольные упругие волны. Поэтому звук в воздухе передаётся продольными волнами, то есть чередующимися сгущениями и разрежениями воздуха, идущими от источника звука.

Звуковая волна распространяется в пространстве с определённой скоростью.

Наблюдая за стрельбой из оружия (например, из пушки), мы сначала видим вспышку и только потом (через некоторое время) слышим звук выстрела.

Измерив промежуток времени (t) между моментом появления вспышки и моментом, когда звук доходит до уха, а также расстояние между источником звука и наблюдателем, можно определить скорость распространения звука по формуле:

По опытным данным, при нормальном атмосферном давлении и температуре воздуха (0) °С скорость звука составляет (332) м/с.

В газах скорость звука прямо пропорциональна температуре.

Например, при (20) °С скорость звука в воздухе равна (343) м/с, при (60) °С — (366) м/с, при (100) °С — (387) м/с.

При повышении температуры среды увеличивается скорость движения молекул (или атомов) среды, что повышает интенсивность взаимодействия частиц среды. Значит, увеличивается передача энергии колебательного движения.

На скорость распространения звука оказывает влияние среда, в которой распространяется звук. Это связано не только с плотностью среды, но и расположением частиц этой среды относительно друг друга.

При решении задач скорость звука в воздухе обычно считают равной (340) м/с.

При температуре (0) °С скорость звука в водороде равна (1284) м/с, а в углекислом газе — (259) м/с. Это различие связано с массой молекул газов, в которых распространяется звук. Масса молекул водорода меньше массы молекул углекислого газа.

Для измерения скорости звука существуют специальные устройства, принцип действия которых связан с определением времени, за которое звук проходит определенное расстояние.

Плотности жидкостей и твёрдых тел значительно больше плотностей газов. Поэтому молекулы в этих средах находятся значительно ближе друг к другу, а следовательно, взаимодействие между ними более сильное. Это способствует более быстрому распространению звука.

Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий