Tema: Oscilații mecanice și valuri. sunet
Lecția 37. Viteza sunetului. Reflecția sunetului. ecou
Yuryutkin Evgeny Sergheițich
Viteza sunetului în aer
Tema lecției este propagarea sunetului, viteza sunetului. De asemenea, vom vorbi despre reflectarea sunetului și despre un fenomen cum ar fi ecoul. Să ne amintim că sunetul - longitudinal undei mecanice, care se propagă într-un mediu elastic și organele auditive umane percepute, provocând o experiență a sunetului. Prezența unui mediu este o condiție necesară pentru propagarea sunetului. Cum este viteza de propagare a vibrațiilor sonore legate de mediu? Primele experimente care au fost efectuate pentru a determina viteza sunetului în aer, se referă la 1636. Omul de știință francez Mersenne, ca urmare a unui experiment legat de măsurarea timpului de observare a unui fulger cu o lovitură de la o armă și auzit de sunet, a determinat că viteza sunetului în aer este de 343 m / s. La 20 ° C, viteza de zgomot în aer este de 343.
După clarificare, am reușit să aflăm că viteza sunetului în aer este determinată astăzi ca 340-330. Rețineți că există o variație asociată cu starea atmosferei noastre. Mai târziu a devenit clar că viteza sunetului depinde, în primul rând, de temperatură: cu cât este mai mare temperatura, cu atât viteza sunetului este mai rapidă. Și totuși, se pare că viteza sunetului în gaze depinde de ce aceste gaze sunt ele însele, moleculele acestor gaze. Moleculele, atomii de gaze sunt mai mici, deci viteza sunetului este mai mare. Cu cât masa moleculelor de gaz este mai mică, cu atât viteza sunetului este mai rapidă.
De exemplu, în hidrogen, moleculele sunt obiecte mici, particule mici, viteza sunetului este de 1284. În oxigen, moleculele acestui gaz sunt mai mari decât moleculele de hidrogen, viteza sunetului fiind de 316. Se poate determina cum viteza sunetului variază în funcție de proprietățile particulelor unui gaz dat.
Viteza sunetului în apă și în alte medii
Să vorbim acum despre viteza sunetului într-un lichid. În special, în apă. Într-un lichid, măsurarea vitezei sunetului a fost, desigur, mai dificilă. Dar, în 1826, în Lacul Geneva, următorul experiment a fost realizat: clopotul a fost coborât în apă și în același timp, a ridicat torta deasupra apei.
Fig. 1. Determinarea vitezei sonore în apă
Cercetătorii dintr-o barcă au lovit clopotul, care era sub apă, cu un ciocan. Drept urmare, sunetul care se răspândise prin apă și sub apă ajunge la observator și în acel moment ridică o altă torță, pe o altă barcă. Am detectat timpul în care a avut loc această observație. Deci, viteza sunetului în apă în acest experiment a fost de 1440. Viteza sunetului în apă la 8 ° C este de 1440.
Rețineți că și în acest caz există o dependență de temperatura apei. Desigur, cea mai mare viteză a propagării sunetului este propagarea sunetului în solide. De exemplu, în oțel viteza de propagare a sunetului este de 5000. și anume 5 km pe secundă. În funcție de compoziția oțelului, viteza poate varia. Acesta poate fi mai mult și poate face până 6000.
Se poate trage următoarea concluzie cu privire la mărimile pe care depinde viteza sunetului în diverse substanțe. În primul rând, densitatea materiei joacă un rol imens. Să ne uităm la masă și să vedem cum variază viteza sunetului cu substanța.
Al doilea parametru care determină viteza sunetului în mediu este temperatura. Am vorbit despre asta mai sus.
Reflecția sunetului
Cum vă puteți imagina reflectarea unui sunet? Depune felul următor: în cazul în care unda sonoră se propagă în mediu și ajunge la granița cu o altă substanță, aceasta este, de asemenea, începe să oscileze în interacțiunea dintre particulele de-al doilea corp. La rândul său, particulele de-al doilea material la interfața va transmite vibrațiile lor, nu numai în mediul lor, dar, de asemenea, mediul de transfer de la care a venit val. Așa este creat undă reflectată. Valul reflectat, acceptat de observator, poate fi perceput de noi ca un ecou.
Un ecou este o undă sonoră reflectată de un obstacol, care este perceput de observator.
Fig.2. Reflecția sunetului. ecou
Vă rugăm să rețineți că putem auzi ecoul nu este întotdeauna, dar numai în cazul în care de la începutul sunetului până percepția sunetului reflectat va avea loc nu mai puțin de 0,06 secunde. Dacă timpul este mai mic, nu vom auzi nici un ecou. Aparatul nostru auditiv nu percepe semnalul ca două sunete separate. De aceea nu auzim ecouri în încăperile mici. Un rol imens îl joacă faptul că în cameră sunt multe lucruri care absorb sunetul. De exemplu, substanțele moi poroase absorb sunetul bine, în acest caz nu se creează ecou.
Echo este una dintre principalele probleme în proiectarea sălii de concerte și teatru. Prin urmare, tapițeria specială a acestor săli este realizată astfel încât să nu existe nici o reflecție sau această reflecție să fie minimă. Dar există domenii în care trebuie să creăm această reflecție, să o consolidăm.
De exemplu, cornul bine cunoscut funcționează exclusiv pe principiul reflectării sunetului. Acesta este fie un tub rotund sau pătrat în care spunem ceva, iar sunetul, ca urmare a reflexiei din pereții difuzorului, este asamblat într-un singur fascicul, care într-o anumită direcție se răspândește cu mare intensitate. În acest caz, acest sunet se aude mult mai mult.
Lista literaturii suplimentare:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: