Звукові хвилі: поняття та особливості
Відео: Видимі звукові хвилі
Світ, який нас оточує, можна з упевненістю назвати світом звуків, адже навколо нас постійно звучать голоси, музика, щебет птахів, звук вітру. Звукові хвилі допомагають людям спілкуватися, отримувати інформацію про навколишній світ. Для тварин звуки мають не менш важливе значення. З точки зору фізики, звуки представляють собою механічні коливання, поширюються в пружної середовищі: воді, повітрі, твердому тілі і так далі. Людські вуха здатні чути звук, коли звукові частоти знаходяться в діапазоні від 16 до 20 000 Гц. Коливання з більш високими або більше низькими частотами не чутні для людини.
Відео: 18 Поширення хвиль в пружних середовищах Звукові хвилі
Наука акустика опікується вирішенням різноманітних питань, в тому числі питань, пов`язаних з особливостями та властивостями слуху. Предметом вивчення фізіологічної акустики є безпосередньо орган слуху, його будова, дія і пристрій. Архітектурна акустика займається вивченням того, як поширюються звукові хвилі в приміщенні, розглядає вплив форми і розмірів приміщення на звук, вивчає властивості матеріалів з токи зору поширення і придушення звуків. Музична акустика займається вивченням музичних інструментів, досліджує умови найкращого звучання того чи іншого інструмента.
Фізична акустика вивчає самі звукові коливання, звукові хвилі, останнім часом вона навіть стала охоплювати коливання, які лежать за межами можливостей слухової системи людини.
Основні поняття акустики
Поява звуку обумовлено механічними коливаннями пружних тіл і сред. Повітря є для звуку провідником. Це довів досвід Роберта Бойля. Якщо поставити будь-яке звучить тіло під дзвоном повітряної насоса, тоді в міру відкачування з-під дзвона повітря звук буде ставати слабкіше. Коли повітря під дзвоном закінчиться, звук і зовсім припиниться.
Під час коливань тіло поперемінно то створює розрядження в шарі повітря, що прилягає до його поверхні то стискає цей шар. В результаті поширення хвиль в повітряному просторі починається з коливань шару повітря у поверхні тіла.
У міру того, як звукові хвилі поширюються в просторі, спостерігається загасання звуку, яке пов`язане з певними незворотними процесами. Сенс полягає в тому, що частина енергії, яку переносять звуковою хвилею, поглинається середовищем.
Коефіцієнтом поглинання називається величина, яка дорівнює відношенню звуковий енергії, поглиненої середовищем, до енергії, яка надійшла в середу. На коефіцієнт поглинання впливає внутрішнє тертя або в`язкість середовища, її теплопровідність, щільність середовища і швидкість поширення хвилі.
Відео: Зосередження і вивчати музику з альфа-хвилі і звукові хвилі, розслабляючий
Поширюючись в середовищі, хвиля коли-небудь доходить до її кордону. Після цієї межі починає інша середовище, яке складається з інших частинок і в якій інша швидкість звуку. На цьому кордоні здійснюється відображення звуку. При цьому розрідження частинок перетворюється в згущення, а згущення - в розрядження.
Даний ефект відбувається тому, що коливання, які хвиля приносить до кордону середи, передаються до частинкам іншого середовища і стають джерелом нової хвилі. Вторинна хвиля буде поширюватися не тільки в другій середовищі, але і в тій, звідки вона спочатку прийшла. Це і буде відображена звукова хвиля.
На кордоні середовищ відбувається часткове проходження звуку в другу середу і часткове поглинання звуку. Частка відображеної енергії буде залежати від співвідношення густин середовищ, а також від стану поверхні розділу. Наприклад, віддзеркалення звукової хвилі, що розповсюджується в повітрі, від рідкої поверхні або твердого тіла відбувається майже повністю. Звукові хвилі, що поширюються в твердому тілі, майже повністю будуть відображатися на кордоні з повітрям.
З явищем відображення безпосередньо пов`язано виникнення луни. Суть цього явища полягає в тому, що звук доходить від джерела до якогось перешкоди, що стане кордоном середовищ, і відбивається від нього, повертаючись до місця виникнення хвилі.
