Решебник по физике 9 класс Перышкин | Страница 189

Иван и Пётр прочитали научную статью в книге Л. В. Тарасова «Физика в природе». В книге автор проводил аналогию между явлением оптической рефракции — искривлением световых лучей в оптически неоднородной среде — и явлением акустической рефракции. Ребят заинтересовало, где в повседневной жизни они могут услышать подтверждение этого факта. Иван предположил, что именно из-за этого эффекта плохо слышно, когда человек кричит против ветра.

В подтверждение своих слов он из этой книги привёл следующие данные: при удалении от земли скорость ветра увеличивается, это заставляет при встречном ветре звуковые лучи искривляться кверху.

Иван прав: при встречном ветре, усиливающемся с высотой, скорость распространения звука относительно земли наверху меньше, и звуковые лучи отклоняются вверх. Поэтому около поверхности может образоваться область ослабленного звука. Данные Петра показывают другую причину преломления: скорость звука зависит от температуры, поэтому её изменение с высотой тоже искривляет лучи. Например, если воздух внизу теплее, чем наверху, лучи могут отклоняться вверх и слышимость у земли ухудшается. Но сама по себе таблица температур не доказывает, что сильный ветер обязательно создаёт именно такой профиль; оба механизма могут действовать совместно.

Выбранная форма — презентация.

Выбранная форма — реферат.

Мир колебаний не ограничивается звуками, которые слышит человек. Частоты ниже 16 Гц относят к инфразвуку, а частоты выше 20 000 Гц — к ультразвуку. Эти механические волны встречаются в природе, используются в технике и имеют значение для изучения здоровья человека.

Ультразвук и инфразвук в природе

Летучие мыши и дельфины используют ультразвук для ориентации и обнаружения окружающих объектов. Испущенный сигнал отражается от препятствия или добычи и возвращается к животному. Инфразвук возникает при грозах, бурях, ураганах и землетрясениях. Киты и слоны могут применять низкочастотные сигналы для общения.

Для инфразвука характерно небольшое поглощение. Поэтому он способен распространяться на большие расстояния. «Голос моря», возникающий при воздействии сильного ветра на морские волны, достигает берега раньше области шторма. Некоторые морские животные улавливают такое предупреждение и уходят на глубину.

Применение в технике

Узкие пучки ультразвука используют для измерения глубины моря. Излучатель на судне посылает короткий сигнал, а приёмник регистрирует отражение от дна. Если скорость звука в воде равна v, а время возвращения сигнала равно t, то глубина h = vt/2. Деление на 2 необходимо, потому что сигнал проходит путь до дна и обратно.

По принципу восприятия «голоса моря» создан электронный предсказатель бурь. Инфразвуковые колебания используют также для изучения океана и атмосферы, обнаружения взрывов и извержений вулканов. Таким образом, неслышимые человеком волны становятся источником полезной информации.

Применение в медицине

Ультразвуковая диагностика использует высокочастотные звуковые волны и отражённые эхосигналы для получения изображения органов и тканей. Датчик посылает короткие сигналы и принимает их отражения; по времени возвращения и силе эха формируется изображение. В доплеровском УЗИ изменение частоты отражённого сигнала позволяет исследовать движение крови по сосудам.

Значение для здоровья

Неслышимость инфразвука не означает отсутствия воздействия на организм. Частоты некоторых процессов в организме находятся в инфразвуковом диапазоне, поэтому возможен резонанс. В учебнике отмечены головная боль, повышенная утомляемость и снижение работоспособности при воздействии инфразвука. Изучение таких воздействий важно для понимания влияния окружающей среды на человека.

Ультразвук и инфразвук показывают, что границы слуха человека не совпадают с границами мира механических волн. Животные используют их для ориентации и общения, техника — для измерений и наблюдения за природой. Знание свойств этих волн помогает объяснять природные явления и учитывать их воздействие на здоровье.