Cum se naște un sunet

Nașterea I. Sunet

1. un tip special de circulație

Este imposibil să înțelegem fenomenele de sunet, formează nici o idee clară despre ce un sunet. În primul rând, să vedem cum apare și se răspândește.

Trageți și eliberați Balalaika de coarde și chitară. Zakolebletsya șir, și veți auzi un sunet. Vei simți vibrațiile șir, dacă degetul atinge o ea. Țineți degetul pe coardă - stația de vibrație șir, și cu sunetul va dispărea și cu ei. Bell și sunet de oprire atunci când este atins. Acest lucru înseamnă că numai corpul oscilant generează un sunet.

Dar ce este fluctuația?

A se vedea modul în care se deplasează ceasul de perete cu pendul. El a ținut swinging spre dreapta și spre stânga (fig. 1). Când a ajuns la extreme, de exemplu, poziția corectă, pendulul se oprește pentru o clipă și apoi se duce spre stânga. creșterile sale de viteză, atâta timp cât nu se ajunge la poziția de mijloc. Apoi, mișcarea pendulului începe să încetinească, iar în poziția cea mai din stânga, se oprește din nou. În clipa următoare, pendulul începe să se miște din nou - de data aceasta la dreapta. Jumătate din lungimea pendulului, sau distanța de la poziția de mijloc la una dintre extremă numită amplitudinea de oscilație.

La fel ca pendulul unui ceas, orice sarcină suspendată poate face aceeași mișcare. Cu o astfel de mișcare, de multe ori am întâlni în natură și numesc mișcarea de vibrație.

În cazul în care aerul nu oferă nici o rezistență la pendulul și nu a existat nici o frecare la punctul de suspendare, ar fi de ajuns pentru a împinge un pendul o dată, și el a ezitat să pentru totdeauna. Dar natura nu se întâmplă. Frecare încetinește viteza mișcării pendulului, distanța dintre pozițiile extreme se reduce treptat, iar mai devreme sau mai târziu, pendulul se oprește.

Acum, face această experiență. Țineți un capăt al unui conducător de oțel într-o menghină, și un alt cot în lateral și eliberați. Linia începe să fluctueze (Fig. 2). Astfel, există un sunet ca bâzâit. De ce este pendulul oscilează fără un sunet, și vibrațiile sunt însoțite de linie zumzet? Se pare că printre aceste variații există o diferență semnificativă. Gama de o secundă face mai multe vibrații decât un pendul. Numărul de vibrații pe secundă se numește frecvență. Astfel, intervalul de frecvență mai mare decât frecvența oscilațiilor oscilațiilor pendulului. Am auzit un sunet când fluctuațiile de linie, deoarece variază cu o frecvență mai mare.

Fig. 2 linii, stors într-o menghină, ezitare creaza un sunet

Astfel de exemple de solide, variind, sunetul poate fi redus foarte mult.

Și dacă lichidele de sunet și gaze?

Da, ei pot. În acest scop, este necesar pentru a le face ezita. Sunete inele, sirene, fluiere și instrumente de suflat muzicale nu este nimic, ca urmare a mișcării oscilatorii a gazelor sau vaporilor. Când auzi bătaia picăturilor de ploaie pe piscina, sunetul apei care curge în jos un jgheab, sau valuri stropire, acest lucru este - sunetele cauzate de fluctuante lichid.

Este firesc să ne întrebăm: ce variază atunci când un om vorbește sau cântă? Se pare că vocea se datorează vibrațiilor din cele două membrane elastice musculare - corzile vocale. Acestea sunt situate în partea superioară a traheei - gât (Figura 3).

Fig. 3. Dispozitivul de circuit al aparatului vocal

Când ne-am respira corzile vocale în afară, astfel încât să formeze o deschidere triunghiulară, iar aerul trece liber si in prin aceasta plamani de plamani. Când vom rosti nici un sunet, musculare specifice trage corzile vocale împreună elastice, iar decalajul devine mai îngust. Mișcarea aerului este acum dificil, iar în timpul expirația urechea începe să oscileze. Acest lucru este în cazul în care se produce sunetul. Diversitatea vorbirii noastre sunete create deja - pe drumul de la laringe prin gura și nasul.

Deci, sunetul se naște oscilațiilor de corpuri. Cu toate acestea, nu toate vibrațiile sunt însoțite de sunet. Corpul emite un sunet perceput de ureche, numai în cazul în care cel puțin 16 oscilează și nu mai mult de 20 000 de ori pe secundă. Cu toate acestea, ar fi greșit să credem că corpul vibreaza la o frecventa

Deci, sunetul se naște oscilațiilor de corpuri. Cu toate acestea, nu toate vibrațiile sunt însoțite de sunet. Corpul emite un sunet perceput de ureche, numai în cazul în care cel puțin 16 oscilează și nu mai mult de 20 000 de ori pe secundă. Cu toate acestea, ar fi greșit să credem că corpul vibrează la o frecvență de, să zicem, 10 sau 30 000 de ori pe secundă, nu sună. oscilante încet pendul, de asemenea, se pare ca un corp de sunet și o sută de mii de cicluri pe secundă. Dar noi nu auzim aceste sunete. Sunete cu o frecvență mai mică de 16 sunt numite infrasunete, și cu o frecvență mai mare de 20 000 - cu ultrasunete. În această carte vom vorbi in principal despre sunete audibile.

Care este diferitele sunete cu frecvențe diferite? Asigurați-un experiment simplu. Ia un ferăstrău obișnuit și tabletă subțire. Glisează încet placa pe dinti de ferăstrău (Figura 4). Vei auzi niște bătăi - bate placa de dinți. Petrece un pic mai repede, și veți auzi un sunet scăzut, groase. Cu cât placa de antrenare pe dinti, cu atât mai mare sunet. Amintiți-vă cum strident urlând ferăstraie electrice, atunci când se taie un jurnal. Toate acestea ne convinge că frecvența mai mare, care este, cu atât mai multe vibrații pe secundă face corpul, cu atât mai mare sunet face.

Fig. 4. Experiența sunetului de văzut și placa

Este interesant de observat că destul de lipsit de importanță, la un anumit pas are loc, pe care corpul și care pendulează este cauza vibrațiilor. Orice organism legănat, de exemplu, de 500 de ori pe secundă, sunetul va da întotdeauna aceeași înălțime, indiferent dacă este vorba de o chitara șir, clopot sau fluier. Pe de altă parte, dacă vom auzi sunetul unei anumite înălțime, putem spune cu încredere: corp de sondare pendulează de 500 de ori pe secundă. Deoarece ajustarea sunetului poate fi determinată prin frecvența corpului de oscilație.

Acest model de multe ori ne ajută în viața noastră. De exemplu, turnarea în vasele lichide întunecate, vom schimba terenul determina când va fi umplut.

Când mașina merge pe un drum plat, mugetul motorului este pornit aceeași înălțime; în cazul în care se găsește în calea creșterii, motorul reduce viteza, masina incetineste, iar zumzetul devine un diferit, mai mic. Prin ascultarea acestor sunete, șoferul de transfer în timp util de control al vitezei. Motorul crește din nou viteza și înălțimea drona se apropie la fel.

sunet înălțime poate fi ușor determina dacă există un rezervor greu cu un motor diesel sau un tip de rezervor deschis, echipat cu un motor pe benzină. Sunetul din urmă, de regulă, mai mare.

Cum a ajuns la urechile noastre a răsărit suna undeva?

3. Undele sonore

Arunca în piatră de apă. Pe suprafața sa se disperseze imediat valuri circulare indepartezi mai departe și mai departe de locul căderii de piatră. La prima vedere, se pare că, odată cu valul și se lasă particulele individuale de apă. Dar, dacă arunci apă pe suprafața unui așchie de ușor, se poate observa că doar o așchie de balansare în sus și în jos; este exact aceeași mișcare în jurul ei particule de apă. Atunci când un val este incident un cip merge în sus - la creastă; val a trecut - și grebla revine la locația sa inițială. Ea nu se mișcă în direcția de mișcare val, nu urmează val. Prin urmare, particulele de apă care formează un val, nu merge și doar oscila în sus și în jos.

Fig. 5 prezintă modul în care particulele vin una după alta într-o mișcare oscilantă, formând un val.

Propagarea sunetului poate fi comparată cu răspândirea pe val de apă. Numai, în loc de piatră aruncată de apă are corpul oscilant, și în loc de suprafața apei - aer.

Fig. 5. Reprezentarea schematică a unui val de apă. Săgețile indică direcția de mișcare a particulelor individuale de apă

Lăsați sursa de sunet este un diapazon. Acesta este - un mic îndoit tijă de oțel cu piciorul pe curba (Figura 6) .. diapazon este adesea folosit la stabilirea unor instrumente muzicale. Ușor a lovit un diapazon poți să sune. Pentru un moment după ce a lovit o ramură a furcii este respinsă, de exemplu, la dreapta; în timp ce împinge dreapta și particulele de aer adiacente. Apoi, unele spațiu mic în apropierea diapazonul va fi aer condensat. Dar, în această stare, particulele de aer nu pot rămâne. Încercarea de a dispersa, ei vor apăsa vecinii lor spre dreapta și concentrarea foarte repede fi trecut de la un strat la altul aer. Dar ramura bifurcație nu va rămâne singur. Următoarea momentul în care a fost deviat spre stânga și să apăsați particulele de aer de pe partea stângă. Și chiar acum aerul va fi rară. Această presiune negativă precum și îngroșarea și rapid informează toate segmentele de aer.

Următorul leagăn va repeta același model. Astfel, fiecare ramură de oscilație va furculiță în aer o concentrare și o adâncitură. Alternanța de îngroșare și de subțiere, și există un val de sunet. Ceea ce face oscilațiile diapazon, ca multe condensările separate - „crestele“ și rarefierea - „depresiunile“ îl trimite la aer. Atunci când acest val ajunge la ureche, iar noi o percepem ca un sunet.

Cu toate acestea, între valuri de apă și de sunet este o diferență semnificativă. valuri de apa propaga circumferential și numai la suprafață. Undele sonore sunt, de asemenea, umplut tot spațiul din jurul corpului de sondare. Mai mult decât atât, într-o apă oscilații val sunt particule individuale în sus și în jos peste direcția undei și undei sonore din particulele oscilează înainte și înapoi de-a lungul val. Deci, valurile de pe suprafața apei sunt numite transversal, și audio - longitudinale.

Dar, oricare ar fi valul de particule de materie implicate în mișcarea de vibrație, niciodată nu se deplaseze împreună cu valul. Și valul în sine - este doar transferul de trafic dintr-o altă particulă oscilanta.

Înțelegeți chiar mai bine de ajutor piese de domino. Pune-le pe toate într-un rând, aproape unul de altul, și împinge primul os (Fig. 7). În scădere, aceasta atrage pentru un al doilea os, al doilea - al treilea și așa mai departe. După un timp scurt, toate oasele vor minți. Fiecare dintre ele a rămas în loc, și transmite numai mișcarea întregii serii.

Fig. 7. Falling domino care amintește de răspândirea val de sunet

De asemenea, gura persoanei care vorbește particulele de aer vibratoare nu zboară în urechile ascultătorului, iar mișcarea este transmisă numai particulele care formează condens și rarefierea separat.

focuri de artilerie am auzit mulți kilometri ca prin mișcarea de vibrație a particulelor de aer individuale.

transmiterea sunetului pe o distanță necesită cheltuielile unui anumit lucru. La urma urmelor, căci era un val de sunet, este necesar să se agită particulele de aer. Cu toate acestea, domeniul de aplicare al oscilațiilor particulelor în unda acustică este neglijabilă. Presiunea care formarea

Se pare că toate sursele de sunet este doar o mică parte din munca cheltuită merge în sunet de energie.

Dacă toată energia de semnale sonore și sirenele au fost cheltuite doar pe crearea de sunete, s-ar fi auzit de sute de kilometri # 33; Cele mai multe instrumente muzicale se transformă în energie de sunet nu este mai mult de o miime din energia consumată în timpul jocului. Persoana atunci când vorbim sau cântând se transformă în energie de sunet doar o parte aproximativ o sutime de a face munca. Cele 99 de părți rămase dispar în principal, care trece de energie termică.

4. Conductoarele de sunet

Un val de sunet poate trece o varietate de distanțe. Deci, arderea arma se aude timp de 10-15 kilometri, fluier tren - 7-10, nechezatul cailor și lătratul câinilor - 2-3 km, și șoptește - la doar câțiva metri. Aceste sunete sunt transmise prin aer.

Dar ghidul audio poate fi nu numai aerul.

Pune urechea la șine, și veți auzi sunetul unui tren care se apropie mult mai devreme și la o distanță mai mare decât acest zgomot va va purta prin aer. Prin urmare, metalul conduce suna mai bine și mai repede decât aerul.

Buna conductivitate sunet de metal ne convinge încă o experiență minunată. Dacă la pian pentru a atașa un capăt al firului metalic, iar celălalt capăt să-l țină în acea parte a clădirii în care aerul sunetul jocului nu poate adiere de vânt, și conectați capătul cu vioara, sunetul pian este în mod clar audibil. Acest lucru creează impresia că a venit de la o vioară.

Ea a văzut mult timp o bună răspândire a sunetului și pe teren. Binecunoscutul scriitor român Karamzin în „Istoria statului român“, scrie ca, înainte de bătălia de la Kulikovo Prince Dimitri Donskoi a continuat recunoaștere în domeniu și, punând urechea la pământ, a auzit copitele cailor se apropie de hoardele tătare.

De multe ori puteți vedea la prima vedere imagine ciudat: conducătorul auto sau conducătorul auto, luând un băț de lemn, pune un capăt de ea la diferite părți ale motorului, iar celălalt capăt - la ureche, și, uneori, ia stick-ul, chiar și în dinți. Profitând de o bună conductivitate sunet copac, el ascultă zgomotul de piese individuale în mișcare în interiorul mașinii și de a determina dacă sunt sau nu funcționează bine.

Apa este, de asemenea, un bun conductor de sunet. Scufundări în apă, puteți auzi în mod clar pounding reciproc pietre, cum ar fi zgomotul cilindrilor de surf în timpul pietricelelor ca aparatul funcționează nava.

Teren de apă - un sunet bun - este utilizat pe scară largă în prezent pentru sunetul inteligenței mării în timpul războiului, precum și pentru a măsura adâncurile mării.

Aceste exemple indică faptul că unda sonoră poate fi transmis nu numai pe calea aerului sau chiar cu gaz, dar, de asemenea, în lichide și corpuri solide.

Există doar un singur obstacol în calea sunetului, și este ușor de a găsi un experiment foarte simplu. Dacă porniți alarma și să-l acopere cu un clopot de sticlă de apel va fi auzit bine. Dar, în cazul în care capota pompa de aer, sunetul moare. De ce? Deoarece sunetul nu poate fi transmis prin vid. Acest lucru este ușor de explicat. La urma urmei, nu este nimic în gol fluctueaza # 33; val de sunet - alternativ îngroșarea și subțierea, - întâlnire pe drum gol, ca și în cazul în care taie.