Параграф 36 Физика 9 класс Пёрышкин | Конспект

🔔 Источники звука. Звуковые колебания

📢 Источники звука

Звук — это механические колебания, распространяющиеся в упругой среде и воспринимаемые слухом.

• Источниками звука являются колеблющиеся тела: голосовые связки, струны музыкальных инструментов, мембраны и другие объекты.

• Металлическая линейка, закрепленная в тисках и приводимая в движение, начинает вибрировать и издавать звук, пока остаётся в состоянии колебаний.

• В каждом случае для создания звука тело должно совершать колебания с частотой, находящейся в диапазоне слышимости человека.

• Звук является результатом взаимодействия механических колебаний и среды, в которой они распространяются.

🎸 Колебания струн

Струны музыкальных инструментов — это яркие примеры источников звука.

• Когда струну приводят в движение, она начинает совершать гармонические колебания.

• Движение струн можно наблюдать визуально, если сфокусироваться на размытии их положения.

• Если струну приглушить, колебания прекращаются, и звук затихает.

• Каждое колебание струны вызывает изменения давления в окружающем воздухе, что и воспринимается как звук.

• Амплитуда колебаний струны определяет громкость звука, а частота — его высоту.

• На рисунке 121 видно, что даже небольшие колебания струны могут создавать значительное звуковое давление.

🎵 Колебания камертона

Камертон — это специальный прибор для получения звука с определённой частотой.

• Удар по одной из его ветвей вызывает малые колебания, которые трудно заметить на глаз, но легко услышать.

• Камертон используется для настройки музыкальных инструментов, так как его колебания создают чистый звуковой тон.

• Для того чтобы сделать колебания камертона заметными, к его ножке прикрепляют легкий шарик на нити, который начинает двигаться в такт колебаниям.

• Частота звука камертона зависит от его конструкции, длины и материала.

• Чем длиннее и массивнее ветви камертона, тем ниже его частота.

• Этот прибор демонстрирует принцип получения звука на основе механических колебаний.

🖊️ Запись звуковых колебаний

Колебания камертона можно записывать с помощью специальной установки.

• На рисунке 123 показан метод регистрации колебаний с помощью стеклянной пластины, покрытой тонким слоем сажи.

• При вибрации кончик камертона оставляет на пластине волнообразный след, по которому можно определить амплитуду и частоту.

• Этот метод позволяет визуализировать звуковые колебания и изучать их свойства.

• Волнообразные линии показывают гармонический характер колебаний.

• С помощью подобных устройств можно не только слышать, но и видеть звуковые колебания, что облегчает их изучение.

👂 Диапазон частот звука

Человеческое ухо воспринимает звуки с частотами от 16 до 20 000 Гц.

• Колебания ниже 16 Гц называются инфразвуковыми.

• Колебания выше 20 000 Гц называются ультразвуковыми.

• Звуки вне этого диапазона недоступны для слуха, но их могут воспринимать животные.

• Летучие мыши и дельфины используют ультразвук для ориентации и общения.

• Ультразвуковые волны обладают высокой направленностью и способностью проникать в материалы.

• В технике ультразвук применяют для измерения глубины воды, исследования прочности материалов и в медицине для диагностики.

🦇 Эхолокация

Эхолокация — это метод определения расстояния до объекта с помощью отражённого звука.

• Примером эхолокации служит работа ультразвуковых приборов на кораблях.

• Ультразвуковой сигнал посылается в воду и отражается от дна, после чего возвращается к приёмнику.

• Зная скорость звука в воде и время прохождения сигнала туда и обратно, можно рассчитать глубину.

• Эта методика используется в навигации, морских исследованиях и при изучении морских животных.

• Эхолокация помогает определять местоположение объектов в условиях плохой видимости или полной темноты.

💎 База параграфа

• 📐 Величины и формулы:

  • Диапазон слышимости — от 16 Гц до 20 000 Гц.

  • Частота (ν) — измеряется в Герцах (Гц), определяет высоту звука.

  • Амплитуда (A) — измеряется в метрах (м), определяет громкость звука.

• 🧪 Явления и опыты:

  • Опыт с металлической линейкой — демонстрирует возникновение звука при вибрации тела.

  • Опыт с камертоном и шариком — визуализирует малые механические колебания источника звука.

  • Метод записи на пластину с сажей — фиксирует гармонический характер звуковых колебаний.

  • Эхолокация — использование отраженного ультразвука для измерения расстояний и глубин.

• 📖 Определения:

  • Звук — механические колебания в упругой среде, воспринимаемые слухом.

  • Камертон — прибор для воспроизведения чистого звукового тона заданной частоты.

  • Инфразвук — звуковые волны с частотой ниже 16 Гц.

  • Ультразвук — звуковые волны с частотой выше 20 000 Гц.

📝 Подведем итоги

• Звуковые колебания и их источники имеют большое значение как в природе, так и в технике.

• Для появления звука необходимо колеблющееся тело и упругая среда для распространения волн.

• Человек воспринимает ограниченный диапазон частот, однако инфразвук и ультразвук критически важны для науки и животных.

• Приборы типа камертона и технологии эхолокации позволяют настраивать инструменты и исследовать океанские глубины.

• Изучение свойств звуковых колебаний помогает создавать новые технологии и устройства для эффективного использования звука в медицине и навигации.