Как звука се ражда

I. Sound раждане

1. специален вид движение

Невъзможно е да се разбере феномените на звук, образуват няма ясна представа за това, звук. На първо място, нека да видим как тя се появява и разпространява.

Издърпайте и пуснете низ балалайка и китара. Zakolebletsya низ, и ще чуете звук. Ще се почувствате вибрациите на низа, ако пръстът докоснете него. Задръжте пръста си върху низа - спирка низ вибрации, и със звука ще изчезне и с тях. Бел и спиране на звука при допир. Това означава, че само вибриращото тяло генерира звук.

Но това, което е най-колебание?

Вижте как се движи махалото часовник стена. Въртеше надясно и наляво (фиг. 1). Когато стигна до крайност, например, правилната позиция, махалото спира за момент и след това отива на ляво. скоростта му се увеличава, докато тя не достигне средно положение. Тогава движението на махалото започва да се забавя, а в най-лявата позиция, той спира отново. В следващия миг, в който махалото започва да се движи отново - този път в дясно. Половината от участъка на махалото, или разстоянието от средна позиция с една от изключителната му нарича амплитуда на трептене.

Подобно на махалото на часовника, който и да е окачен товар може да направи същото движение. С такова движение, ние често се сблъскват в природата и да го наричаме вибрационното движение.

Ако въздухът не предоставя никаква устойчивост на махалото и не е имало търкания в точката на окачване, би било достатъчно, за да прокарат махало веднъж и той се поколеба да завинаги. Но природата не се случи. Триенето забавя скоростта на движение на махалото, разстоянието между крайните положения тя постепенно се намалява, и рано или късно махалото спира.

Сега направи този опит. Задръжте единия край на метална линийка в менгеме, а друг завой встрани и го пуснете. Линията започва да се колебае (фиг. 2). По този начин има звук, наподобяващ жужене. Защо е махалото се колебае без звук и вибрации са придружени от линията бучене? Оказва се, че сред тези варианти има значителна разлика. Гамата от една секунда прави повече вибрации от махало. Броят на трептения в секунда се нарича честота. По този начин, честотен диапазон по-висока от честотата на трептения на колебания на махалото. Ние чуете звук, когато колебанията на линия, защото тя се променя с по-голяма честота.

Фиг. 2 линия, притиснати в менгеме, колебание създава звук

Такива примери за твърди частици, като се започне, звук може да се намали много.

И независимо дали звукови течности и газове?

Да, те могат. За тази цел е необходимо да ги накара да се поколебае. Звучи пръстени, сирени, свирки и музикални инструменти на вятъра не е нищо друго, в резултат на люлеенето движение на газове или пари. Когато чуете Пляскане на дъждовните капки върху басейна, звукът на водата се стичаше по улей, или вълните на пръски, това е - звуците, причинени от колебанията течност.

Естествено е да се запитаме: какво се променя, когато един човек говори или пее? Оказва се, че гласът се дължи на вибрации от двете мускулни еластични мембрани - на гласните струни. Те са разположени в горната част на трахеята - гърлото (Фигура 3.).

Фиг. 3. Устройството за съединение на говорен апарат

Когато диша гласните струни отделно, така че да се образува триъгълен отваряне и въздух преминава свободно през нея и в белите дробове на белите дробове. Когато се произнася звука, специфичен мускул съюзим еластични гласни струни, и разликата става по-малък. движение на въздуха в момента е трудно, и по време на издишване ухото му да започне да се люлее. Това е мястото, където се произвежда звук. Разнообразието на нашата реч звучи създадени вече за - по пътя от ларинкса през устата и носа.

Така че, звукът е роден на колебание на движението на телата. Въпреки това, не всички вибрации са придружени със звук. Тялото излъчва звук се възприема от ухото, само ако то се колебае най-малко 16 и не повече от 20 000 пъти в секунда. Въпреки това, би било погрешно да се мисли, че тялото вибрира при честота

Така че, звукът е роден на колебание на движението на телата. Въпреки това, не всички вибрации са придружени със звук. Тялото излъчва звук се възприема от ухото, само ако то се колебае най-малко 16 и не повече от 20 000 пъти в секунда. Въпреки това, би било погрешно да се мисли, че тялото вибрира с честота от, да речем, 10 или 30 000 пъти в секунда не звучи. Бавно колебания махало, също звучи като здраво тяло и сто хиляди цикъла в секунда. Но ние не се чува тези звуци. Звучи с честота по-малко от 16, се наричат ​​инфразвук, а с честота повече от 20 000 - ултразвук. В тази книга ще говорим предимно за звуците се чуват.

Какво е най-различни звуци с различни честоти? Направете прост експеримент. Вземете един обикновен трион и тънък таблет. Прекарайте бавно табелка на зъбите (Фигура 4). Ще чуете някои удара - хлопа дъската на зъби. Прекарайте малко по-бързо, и ще чуете нисък, дебел звук. Колкото по-бързо с кола плака по зъбите, толкова по-висок звук. Помните ли как писклив вой електрически триони, когато тя пресича регистър. Всичко това ни убеждава, че по-високата честота, което означава, че повече вибрации в секунда прави тялото, толкова по-висока, че издава звук.

Фиг. 4. Опитът на звука от триона и плака

Интересно е да се отбележи, че съвсем без значение в определен терен се случи, което тялото се колебае и това е причината за вибрациите. Всяко клатене на тялото, например, 500 пъти в секунда, звукът ще винаги дават една и съща височина, независимо дали това е низ китари, звънец или свирка. От друга страна, ако чуем гласа на определена височина, можем да уверено да се каже: звучене тяло трепти 500 пъти в секунда. Тъй като настройка на звука може да се определя от честотата на тялото на трептене.

Този модел често ни помага в живота ни. Така например, се налива в тъмните течни ястия, ние променяме терена определи кога ще се напълни.

Когато колата върви по гладък път, рева на управлението на мотора е една и съща височина; ако се установи по пътя на възхода, моторът намалява скорост, колата се забавя, а бръмченето става различен, по-ниски. Чрез слушане на тези звуци, водачът навременно прехвърляне контрол на скоростта. Моторът отново увеличава скоростта и височината на дрона се приближава един и същ.

Височина на звука може лесно да се определи дали е налице тежък танк с дизелов двигател или тип светлина резервоар, оборудван с бензинов двигател. Звукът на последния, като правило, по-висока.

Как се стигна до ушите ни възникна някъде звучат?

3. Звуковите вълни

Хвърли във вода камък. На повърхността му веднага разпръсне кръгови вълни се отдалечаваха по-далеч и по-далеч от мястото на камък есента. На пръв поглед изглежда, че с вълната и се оставя на отделните частици на вода. Но ако се хвърлят вода на повърхността на парченце лесно, може да се види, че само парченце люлеещ се нагоре и надолу; това е точно същото движение около водните й частици. Когато вълната е инцидент, чип върви нагоре - към билото; вълна премина - и ровя се връща в първоначалното си местоположение. Той не се движи по посока на движението на вълните, не следва вълната. Следователно, водни частици, формиращи една вълна, тя не излиза и само се люшка нагоре и надолу.

Фиг. 5 показва как частиците се една след друга в осцилиращ движение, образувайки вълна.

В разпространението на звука може да се сравни с разпространението на вълната на водата. Само, вместо вода хвърлен камък има колебание на тялото, а вместо това на повърхността на водата - въздух.

Фиг. 5. Схематично представяне на вълната вода. Стрелките показват посоката на движение на отделните водни частици

Нека източника на звука е камертон. Това е - малка стоманена пръчка огънат с крак на крива (Фигура 6) .. Камертони често се използва при създаването на музикални инструменти. Лесно удари камертон, можете да го да звучи. За миг, след като удари клон на разклонението е отхвърлена, например, в дясно; докато го избутва право и съседни въздушни частици. Тогава някои малко пространство в близост до камертон ще бъде сгъстен въздух. Но в това състояние, въздушни частици не могат да останат. Опитвайки се да се разпръснат, те ще натиснете съседите си надясно и концентрацията много бързо да се предава от един слой към друг въздух. Но клона на разклона няма да остане сам. В следващия миг тя се отби от лявата страна и да натиснете въздушните частици от лявата страна. И точно сега въздуха ще бъдат оскъдни. Това отрицателно налягане, както и удебеляване и бързо информиране на всички сегменти на въздух.

Следващата люлка ще се повтаря един и същи модел. По този начин, всяка осцилация клон ще вилица във въздуха една концентрация и един депресия. Редуване на сгъстяване и изтъняване и има звукова вълна. Това, което прави колебанията на камертон, като много отделни кондензации - "билата" и разреждането - "корита", го изпраща на въздуха. Когато тази вълна достига до ухото, и ние го възприемаме като звук.

Въпреки това, между вода и звуковите вълни е налице съществена разлика. Водни вълни се разпространяват по периферията и само на повърхността. Звуковите вълни също са пълни всички пространството около звучене тялото. Освен това, във водна вълна трептения са индивидуални частици нагоре и надолу в посока на вълната и звукова вълна в частиците се люлее напред-назад по дължината на вълната. Така че вълните на повърхността на водата, се наричат ​​напречни и аудио - надлъжно.

Но каквото и да може да бъде на вълната на частиците на материята, участващи в вибрационното движение, никога не се движат заедно с вълната. И самата вълна - това е само прехвърляне на трафик от един на друг вибриращо частица.

Разберете го още по-добри помощ домино. Поставете ги в един ред, близо един до друг, и натиснете първата кост (фиг. 7). Falling, тя примами за втори кост, на втория - третия и така нататък. След кратко време всички кости ще лъжат. Всеки един от тях е останал на мястото си, а само предава движението на цялата поредица.

Фиг. 7. Falling доминото напомня на разпространението на звукова вълна

По същия начин, устата на говорещия вибриращи въздушните частици не могат да летят в ушите на слушателя, а движението се предава само частици, които са отделно конденз и разреждане.

Артилерийски изстрели, които чуваме много километри, като през вибрационно движение на отделните въздушни частици.

пренос на звука на разстояние изисква изразходването на дадена работа. В крайна сметка, защото имаше звукова вълна, е необходимо да се разклаща въздушните частици. Въпреки това, обхватът на трептения на частиците в акустична вълна е пренебрежимо малък. Налягането който формирането

Оказва се, че всички звукови източници е само малка част от работата изразходвани отива в звукова енергия.

Ако цялата енергия на звукови сигнали и сирени са били изразходвани само върху създаването на звуци, те щяха да са чували стотици километри # 33; Повечето музикални инструменти се превръща в звукова енергия е не повече от една хилядна от изразходваната енергия по време на игра. Лице, когато говорим или пеене се превръща в звукова енергия само за една стотна част от извършване на работа. Останалите 99 части изчезват преминават главно топлинна енергия.

4. проводници на звука

А звукова вълна може да премине на различни разстояния. Така че, изстрелването на оръжието се чува в продължение на 10-15 километра, жп свирка - 7-10, цвилене на коне и лая на кучетата - 2-3 км и шепот - само на няколко метра. Тези звуци се предават във въздуха.

Но аудио ръководство може да бъде не само въздуха.

Сложете ухото си към релсите, и чуете звука на приближаващия влак в много по-рано и по-голямо разстояние, отколкото този шум ще ви носят във въздуха. Следователно, метала провежда звучи по-добре и по-бързо, отколкото на въздух.

добра проводимост метъл звучене ни убеждава друго прекрасно изживяване. Ако пианото да прикачите единия край на металната жица, а другия край да я държи в тази част на сградата, където въздухът звука на играта не може да полъх, и свържете края с цигулката, звук пиано се чува ясно. Това създава впечатлението, че тя идва от цигулка.

Тя отдавна се вижда добро разпространение на звука и на земята. Известният български писател Карамзин в "История на българската държава", пише като преди куликовска битка княз Дмитрий Донской продължи той разузнаване в областта и, поставяйки ухо до земята, чу копитата на конете приближаващи татарските орди.

Често можете да видите на пръв поглед странна картина: на водача или на водача, като дървена пръчка, поставя единия му край до различни части на двигателя, а другия край - към ухото си, а понякога отнема пръчката, дори и в зъбите. Възползвайки се от добро дърво, звук проводимост, той се вслушва в гласа на отделните вътрешни движещи се части на машината и да се определи дали те работят добре.

Водата също е добър проводник на звука. Гмуркане във водата, трябва ясно да чувате ударите помежду скъпоценни камъни, както и шума на ролки сърф по време на камъчетата като машината работи на кораба.

Вода земя - добър звук - е широко използвана днес за звука на морето разузнаване по време на войната, както и да се измери в дълбините на морето.

Тези примери показват, че звуковата вълна може да се предава не само по въздух или дори от газ, но също така и в течности и твърди тела.

Има само един пречка за звука, и това е лесно да се намери много прост експеримент. Ако започнете алармата и да я покрие с звънене стъклен звънец ще се чува добре. Но ако капака на въздушната помпа, звукът умира. Защо? Поради това, че звукът не може да се предава чрез празнотата. Това се обяснява лесно. В крайна сметка, няма нищо в празнотата колебаят # 33; Звукова вълна - променлив сгъстяване и разреждане, - на заседание на път празнотата, сякаш отрязани.