Звуковые волны
⚡ Физика · 9 класс
Звуковые волны
Звук — это механические волны, которые воспринимаются человеческим ухом. Звуковые волны являются продольными: в среде образуются чередующиеся области сгущения и разрежения, которые бегут от источника к приёмнику. Главное условие распространения звука — наличие вещества (среды). Без вещества звук распространяться не может, поэтому в безвоздушном пространстве (вакууме) звука нет. Именно поэтому в космосе царит полная тишина, как бы громко там ни происходили взрывы.
Источники и приёмники звука
Источником звука всегда служит колеблющееся тело: натянутая струна, мембрана динамика, голосовые связки человека, ножка камертона. Колебания источника передаются окружающему воздуху и распространяются как волна. Человеческое ухо способно слышать звуки в диапазоне частот примерно от 16 Гц до 20000 Гц. Колебания с частотой ниже 16 Гц называют инфразвуком, а выше 20000 Гц — ультразвуком. Многие животные слышат шире: летучие мыши и дельфины используют ультразвук, а слоны общаются инфразвуком.
Характеристики звука
| Свойство звука | От чего зависит |
|---|---|
| Высота | от частоты колебаний |
| Громкость | от амплитуды колебаний |
| Тембр | от формы колебаний (набора частот) |
- Высота звука определяется частотой колебаний: чем выше частота, тем выше и тоньше воспринимается звук. Писк комара высокий, гудок парохода низкий.
- Громкость звука определяется амплитудой колебаний: чем больше амплитуда, тем громче звук.
- Тембр — это окраска звука, по которой мы отличаем голоса людей или разные музыкальные инструменты, играющие одну ноту.
Скорость звука
Скорость звука зависит от среды: в более плотных и упругих средах звук распространяется быстрее, чем в воздухе. В воздухе при обычных условиях скорость звука составляет примерно 340 м/с, в воде — около 1500 м/с, а в стали — около 5000 м/с.
| Среда | Скорость звука |
|---|---|
| Воздух | около 340 метров в секунду |
| Вода | около 1500 метров в секунду |
| Сталь | около 5000 метров в секунду |
Разобранный пример
Дано: гром услышали через t = 3 с после вспышки молнии, v = 340 м/с. Найти расстояние до грозы.
s = v·t = 340·3 = 1020 м ≈ 1 км
Частые ошибки
Запомни: громкость зависит от амплитуды, а высота тона — от частоты. Это две разные характеристики, и их часто путают. И помни: чем плотнее и упруже среда, тем быстрее в ней звук, поэтому в воде он распространяется быстрее, чем в воздухе, а в стали — ещё быстрее.
Кратко о главном
- Звук — продольная механическая волна, в вакууме не распространяется.
- Слышимый человеком диапазон: от 16 до 20000 Гц.
- Высота зависит от частоты, громкость — от амплитуды, тембр — от формы колебаний.
- В воздухе скорость звука около 340 м/с, в твёрдых телах значительно больше.