Propagarea sunetului, pistă de sunet, sunet val, presiune sonoră, frecvență, sunet

propagarea sunetului se supune legii de bază comune undelor acustice orice interval, numit de obicei undele sonore. Legile de bază ale propagării sunt legile reflecției și refracției la granițele diferitelor medii de sunet și scattering sunetului și difracția sunetului în prezența unor obstacole și neregularități și rugozitate din mediu la interfețe. In propagarea sunetului este influențată de absorbția sunetului, adică nu o tranziție reversibilă a energiei undei sonore în alte forme de energie, în special de căldură. Toți acești factori afectează distanța de propagare a sunetului este un factor important ca direcția radiației și viteza sunetului, care atârnă deasupra mediului și condițiile sale specifice.
Este cunoscut faptul că razele de lumină formează o umbră de obiecte opace, care sunt pe drum, sunetele nu formează aceste umbre, atunci când dimensiunea obstacolelor nu este foarte mare. Undele sonore sunt ca evitare a obstacolelor. Prin urmare, la concert, am auzit toate bezisklyucheniya bune, unelte, în ciuda faptului că mulți dintre ei nu văd, deoarece acestea sunt acoperite de alte muze conducte.
Cum explicăm că sunetul și lumina, având o natură nouă val inerente în astfel de proprietăți aparent opuse?
propagarea undelor sonore Caracterul de obstacole depinde în mare măsură de raportul dintre timpii și măsurile de obstacole lungime de undă. În cazul în care dimensiunile obstacolelor sunt mici în comparație cu lungimea de undă, sau comparabile cu ea, valurile curg în jurul unui obstacol, prevenind umbrele. În consecință, valul care trece prin deschidere, ale cărei dimensiuni sunt mici în comparație cu lungimea de undă, sau distribuite se răspândește în toate direcțiile. În cazul în care bariera este mare în comparație cu lungimea de undă, răspândirea nu se produce și o barieră formată umbră. sunete audibile sunt bine lungimea de undă în termen de câteva zeci de centimetri (unu până la doi metri). Prin urmare, obiectele din jurul nostru, dimensiunile care nu depășesc unul sau doi metri, nu reprezintă un obstacol în calea undelor sonore, cum este raționalizată lor, fără a face o umbră de sunet. Lungimea undelor luminoase se măsoară prin fracții zece miime de milimetru, cea a tuturor obiectelor macrocosmice formate umbră.
După cum sa menționat, undele sonore se pot propaga în aer, gaze, lichide și solide. Undele sonore de vid nu apar și în consecință, nu se aplică.
Viteza de propagare a mișcării de vibrație a particulelor la particula depinde de mediul. Leonardo da Vinci în secolul al XV-lea, a scris: „Dacă, fiind pe mare, cufundat în gaura de apă a conductei, iar celălalt capăt să-l atașați la ureche, vei auzi zgomotul navelor, foarte departe de tine.“
Apropo, că sunetul în medii diferite, cu diferite viteze mai, a fost cunoscut oamenilor pentru o lungă perioadă de timp. Hunters, păstori, războinici, punând urechea la pământ, primind, după cum am spune acum, informații despre circulația animalelor cu copite sau călăreți.
Primele măsurători ale vitezei sunetului în aer au fost realizate în secolul al XVII-lea, Academia de Științe din Milano. Pe una din colinele set arma, iar celălalt conține un post de observare. La momentul împușcăturii, la un post de observație asupra focarului detectat timp. Când au auzit sunetul, de asemenea, au marcat timp. Cunoscând distanța dintre punctul de observație și arma și timpul de transmitere a semnalului, este ușor pentru a calcula viteza de propagare a sunetului. S-a dovedit a fi de 330 de metri pe secundă.
Viteza de propagare a sunetului în apă a fost măsurat pentru prima dată în 1827 pe Lacul Geneva. Două bărci au fost una de alta la o distanță de 13,847 metri. Prima barca atârna sub clopotul de fund, și un al doilea coborât în ​​cel mai simplu receptor hidrofonic apă. Pe prima barca, în același timp, să găsească un foc set de clopot la pulbere, al doilea observator la momentul izbucnirii a pornit cronometrul și a așteptat sosirea sunetului. Sa dovedit că sunetul apei se deplasează mai mult de patru ori mai rapid decât în ​​aer, adică, la o viteză de 1450 de metri pe secundă.
Elasticitatea mai mare a mediului, cu atât mai mare viteza de cauciuc -50, în aer - 340, în apă - 1500, iar în 5800 a început să metri pe secundă (cifre aproximative), în cazul în care am avut-o, în timp ce la Moscova, ar putea țipa atât de tare încât sunet a zburat la Leningrad, atunci am fi auzit doar o jumătate de oră, iar în cazul în care sunetul este pe aceeași distanță răspândirea a oțelului, acesta va fi adoptat în două minute. Acest exemplu este printre gipoticheskih. Dar, destul de reale. Omul așezat în sala de concerte a Conservatorului din Moscova, în acest din urmă număr, auzi sunetul muzicii în 0.02-0.03 secunde mai târziu decât locuitorii din Extremul Orient, ascultând același concert la Radio acasă. Și toate din cauza vitezei de propagare a undelor radio în aer este egal cu 3, „mii de kilometri pe secundă.
La viteza sunetului este influențată de starea același mediu. Când spunem că sunetul apei se deplasează cu o viteză de 1.500 de metri pe secundă, aceasta nu înseamnă că orice apă | și în toate condițiile. Cu creșterea temperaturii și salinității, precum și adâncimea crește, și, prin urmare, presiunea hidrostatică a crește viteza sunetului. Sau ia în considerare din oțel. Aici, de asemenea, viteza sunetului depinde de temperatura și calitatea oțelului: mai mult carbon-l mănâncă ceea ce este mai greu și mai rapid răspândirea în afara „“ un val de sunet.
Undele sonore pătrunde dintr-un mediu la altul, deviat de la direcția inițială, care este refractată. Unghiul de refracție poate fi unghi mai mare sau mai mic de incidență. Depinde care a mediului în care pătrunde sunetul. În cazul în care viteza sunetului în al doilea mediu este mai mare decât primul, unghiul de refracție este mai mare unghiul de incidență, și vice-versa.
Întâlnind un obstacol, undele de sunet reflectate de la ea pe o regulă strict definit - unghiul de reflexie este egal cu unghiul de incidență. Dacă impedanța acustică a celor două medii diferă în mod semnificativ unele de altele, cea mai mare parte din energia valurilor incidente este transformată în energie a undei reflectate, în timp ce o parte mai mică din energia pătrunde prin intermediul interfeței. Cu cât diferența de impedanțele acustice ale celor două mass-media, cu atât mai mare diferența de energie dintre undele reflectate și refractate. De exemplu, rezistența acustică a apei este de aproape cinci mii de ori mai mult acustice cu neascultarea de aer, astfel încât sunetul este aproape de apă în aer, și dimpotrivă, nu pătrunde, ci reflectă doar ca un ecou. Cine a trebuit să se scufunde în apă, este bine conștient de faptul că apa este aproape nemaiauzit de zgomot discordantă predominante pe plajă, dar este bun pentru a asculta sunetele din surse în apă!
Când sunetul este reflectat de mai multe suprafețe de la distanțe diferite, sunt de multe ori ecou. Și dacă apare timpul dintre reflecțiile individuale de mai puțin de o zecime de secundă, în loc de ecou separat sunet continuu lung numit reverberație. Fenomenul de reverberație este posibil chiar și într-un mediu, care la prima vedere pare omogen, - spune, în mare, în cazul în care se pot produce bule de aer, particule solide, ondulațiile de pe suprafața, etc. împrăștiind undelor acustice ...
În propagarea undelor sonore poate să apară fenomenul de interferență (plus) stereo. Aceasta are loc în cazul în care mediul elastic există două sau mai multe surse de unde acustice, radiind aceleași fluctuații de frecvență sau oscilații ale căror frecvențe sunt tratate ca numere întregi. Când sunetul interferență este o întărire sau slăbire a oscilației. Dacă la un moment dat vin mijlocii două oscilații cu aceeași frecvență, amplitudine și fază abaterile particulelor medii în acest punct din poziția de echilibru va crește de două ori. Dacă la un moment dat vin două oscilații de aceeași frecvență, dar opuse în fază, apoi a anula exact fluctuații și abaterile de particule medii, în acest punct din poziția de echilibru nu este deloc. În cele din urmă, în cazul în care un anumit punct va veni mediu două oscilații de aceeași frecvență, mutat în fază cu o valoare arbitrară, particulele medii vor devia de la poziția de echilibru la o valoare rezultantă.
într-un sunet se propagă divergentă val sferic care umple un volum mai mare, deoarece oscilațiile particulelor cauzate de sursa de sunet, crescând masa mediului este transmis. Cu creșterea distanțelor de particule oscilațiile medii dispar. Pentru o energie de radiație val sferic este consumat pentru a aduce o mișcare de vibrație a particulelor medii pe o suprafață sferică. Valul merge mai departe de sursa, care este, cu atât mai mare a mediului, cu atât mai mult mediul de particule reacționează și mai puțină energie cade pe partea lor - unda este amortizată. Amplitudinea oscilațiilor particulelor medii este redusă și presiunea acustică este redusă în mod corespunzător. Suprafața sferică val crește proporțional cu pătratul razei, deci intensitatea unui val sferic este invers proporțională cu pătratul distanței. Astfel, principala cauză descrescătoare a intensității și presiunii sonore este extinderea Wavefront.
Cum de a evita valuri de amortizare și de a crește intervalul de transmisie a semnalului audio? Acest lucru necesită o concentrare de sunet 1-mo într-o anumită direcție. Când vrem să fie mai bine decât ar putea auzi am pus mâinile la gură, sau de a folosi un purtător de cuvânt. În acest caz, sunetul va fi mai puțin atenuat și undele sonore se împrăștie mai departe. Slăbirea sunetului datorită faptului că unda sonoră se pierde treptat energie datorită absorbției mediului său. Gradul de absorbție proprietăți ale mediului determinat din nou. Într-un mediu mai vâscos - în lână, cauciuc, etc.-cea mai mare absorbtie .. Cu toate acestea, aceasta depinde în mare măsură de frecvența sunetului. Cu cât frecvența, cu atât mai mare absorbție. Frecvența sunetului de 10.000 Hz este absorbită de până la 100 de ori mai puternic decât frecvența de sunet 1000 hertzi.
Acest lucru poate fi explicat prin exemplul următor. Foc de armă în apropierea pare asurzitor ascutita de la o distanță - o mai moale, înăbușit. Faptul că sunetul împușcat arma conține atât frecvențe joase și înalte și sunete de înaltă frecvență sunt absorbite în aer mai mult decât sunetele de frecvență joasă. Fiind departe de tragere arma, vom auzi sunetul unei frecvențe joase și sunete înalte nu ajunge la noi. Chiar mai vii exemplu, dovedind acest fenomen, sunetul orchestrei indepartezi. În primul rând fading sunete pițigăiat de flaute și clarinete, apoi mediu - Cornete și viole, și în cele din urmă, atunci când orchestra va avea bufnite aceste lucruri departe, veți auzi doar toba mare.
mare influență asupra distanței de propagare are difracție, adică, curbura grinzilor de sunet. Mediul eterogen, mai curbat fasciculul de sunet și, respectiv, intervalul inferior de propagare a sunetului. Câmpul sonor produs de unda di fracțiunea primare privind obstacolele plasate în mediu de neomogenitățile ale mediului în sine, și nu pe planeitate și iregularități granițele numite mediu câmpuri împrăștiate. Pe de altă parte, împrăștierea de sunet - este apariția unor câmpuri de sunet suplimentare datorită sunetului de difracție pe obstacolele care sunt în mediu, pe neomogenitățile de mediu, precum și pe o limite inegale și neuniforme ale mediului. În consecință, difracția de sunet și împrăștierea de sunet - fenomene legate.
Deoarece apa este un mediu elastic, sunetul calatoreste destul de bine în ea. În funcție de sunet gama de putere sursă de sunet în mare este de zeci sau sute de kilometri. Dar sunt momente când sunetul se deplasează la o distanță de câteva mii de kilometri de așa-numitul canal de sunet subacvatic, care apare cel mai des în ocean. Aceasta este o zonă de adâncimi, în cazul în care, inițial viteza sunetului scade, și ajungând la un minim, începe să crească. Fizic, acest lucru se datorează o viteză de dependență mare de sunet în apă de mare la temperatura, salinitate, și presiunea hidrostatică.
Cu adâncimea viteza sunetului scade, dar numai atâta timp cât temperatura apei scade. La atingerea unui anumit nivel, rata începe să crească, datorită creșterii presiunii hidrostatice. Limitele superioare și inferioare ale canalului audio au o adâncime egală cu viteza sunetului. Stratul de apă, în care viteza minimă este zona centrală a canalului audio, adică axa sa. pasaj foarte lungă de sunet în canal, datorită faptului că grinzile de sunet sunt aproape complet reflectate de limitele superioare și inferioare ale canalului de sunet nu merge dincolo de ea, dar sunt concentrate și distribuite de-a lungul axei canalului de sunet. „Pentru a înțelege mai bine acest lucru, - spune academicianul L. M. Brehovskih - amintesc cum se comporta calator obosit el preferă să păstreze umbra, partea mai rece, suportă greul sarcinii cât mai mic posibil și o viteză minimă atunci când aceasta este doar .. el poate trece distanța maximă. fasciculul de sunet în apă de mare este similar cu călătorului. După părăsirea sursei, astfel încât merge pe axa sonore ale canalului. cu cât mai mare este mai caldă și fasciculul înfășoară în jos „să se calmeze“ și se adâncește până până când începe să „simtă“ severitatea promovării Osia presiune hidrostatică. "
Concentrându-se în canal, undele sonore se pot propaga pe distanțe lungi, cu amortizare foarte mici. Proprietatea de propagare a sunetului pe distanțe lungi în mare găsește o aplicație practică în marină și în aer. Oamenii de stiinta americani au făcut experimente în Oceanul Atlantic, confirmând influența mediului asupra distanței de propagare. La o adâncime de 500 de metri au fost aruncate în aer taxe de TNT greutate de o jumătate de kilogram fiecare. Ceva timp mai târziu, o explozie a fost înregistrată la o distanță de 4500 kilometri de locul experimentului. O astfel de explozie în aer poate fi auzit la o distanță de patru kilometri, iar în pădure - nu mai metri 20SG. Înregistrarea sunetului a fost înregistrată de către experți americani, atunci când explozia de aproximativ 20 de kilograme de TNT produs în Bermuda, a fost o auditie coasta Australiei. Și acest lucru nu este nici mai mult nici mai puțin - 22 de mii de kilometri.
Outbound sunet de propagare a sunetului în canal subacvatic, experții americani au folosit pentru a crea un sistem de salvare „łofar“. La navele și aeronavele aflate în pericol, nu a vărsat bombe mari cu o greutate de la 0,5 la 2.5 kg care explodează la adâncimea axei canalului de sunet. pozițiile Shore sonar ale semnalului sonor recepționat și cu acuratețe a determina locația exploziei, și, prin urmare accident.

Cynology în Saratov

Promovarea și avansarea

Detergenți într-o largă

sortiment de spălare de mână profesionale Seria Favorit și servicii de curățenie

Produse chimice profesioniști