Волны распространения

Основные субъективные характеристики звука:

1.Тон (высокий и низкий). Зависит от частоты звука: чем частота звука больше, тем звук выше, чем частота звука меньше, тем звук ниже при одинаковой амплитуде колебаний.

Х х

λ λ

высокий низкий

2. Громкость. Зависит не только от звуковой волны, но и от чувствительности человеческого уха. Зависит от амплитуды колебаний: чем амплитуда меньше, тем звук тише, чем амплитуда больше, тем звук громче при одинаковой длине волны. Единица громкости – бел (Б) – названа в честь немецкого физика Генриха Бела. На практике используют дольную единицу – децибел (дб). Весь диапазон воспринимаемых ухом звуковых волн соответствует громкости

от 0 дб до 130 дб

тихий шепот раскаты грома

Х х

λ

тихо λ

громко

3. Тембр – качество звука, позволяющее различать два звука одинаковой высоты (тона) и громкости, издаваемых различными источниками. Тембр – это окраска звука, зависящая от его источника. Тембр звука бывает высокий и низкий. По тембру мы узнаем человека по голосу.

4. Шум – звук, в котором присутствуют колебания всевозможной частоты.

Акустический резонанс – наложение звуковых волн при совпадении частот их колебаний. Возможен потому, что звуковые волны – волны механические.

Эхо – звуковая волна, отраженная от какого-либо препятствия и вернувшаяся к своему источнику. Возможно потому, что звуковые волны обладают свойством отражения.

Физические характеристики звука:

1. Звуковое давление – давление, оказываемое звуковой волной на стоящее перед ней препятствие.

2. Спектр звука – разложение сложной звуковой волны на составляющие ее частоты.

Звук, издаваемый струной рояля

1,0

0,5 Частота

0

500 1000

3. Интенсивность звуковой волны – физическая величина, равная энергии переносимой волной за единицу времени через единицу площади поверхности перпендикулярно направлению распространения волны.

W

I = ——,

S t

где S – площадь поверхности, W – энергия звуковой волны, t – время.

1 Дж 1 Вт

[I] = ————— = ———.

1 м ² ∙ 1 с 1 м ²

В различных средах звук распространяется с различной скоростью.

Причины:

1. Температура (T). Чем температура выше, тем скорость звуковой волны больше и чем температура ниже, тем скорость звуковой волны меньше.

2. Среда (ρ). Чем плотнее среда (т. е. чем ближе молекулы расположены друг к другу), тем скорость больше и наоборот.

3. Масса молекул (m). Чем больше масса молекулы, тем ее скорость меньше и наоборот.

Скорость распространения звука в различных средах, м/с

Газы при t = 0 °С	Жидкости при t = 20 °С	Твердые тела при t = 20 °С
водород – 1284	керосин – 2330	алмаз – 18350
гелий – 965	глицерин – 1923	алюминий – 6260
азот – 334	вода морская – 1490	железо – 5850
кислород – 316	вода пресная – 1483	золото – 3200
оксид углерода (IV) – 260	ртуть – 1450	эбонит – 2400
хлор – 206	спирт – 1180	свинец – 2160
пары спирта – 230	бензин – 1170	графит – 1470
пары эфира – 179	эфир – 985	пробка – 500
волна продольная	волна продольная	волна продольная волна поперечная

Электромагнитная волна –

изменяющееся во времени и распространяющееся в пространстве (вакууме) электромагнитное поле со скоростью 3 · 10 ⁸ м/с.

1886 г. – Г. Герц (немецкий физик) экспериментально доказал существование электромагнитных волн.

Главное условие возникновения электромагнитной волны –

ускоренное движение электрических зарядов.

Свойства электромагнитных волн:

1. Электромагнитная волна – волна поперечная.

2. Направление скорости электромагнитной волны совпадает с направлением движения правого винта при повороте ручки буравчика вектора Е к вектору В.

__

__ Е

с z __ __

х В Е

__

с

υ __

λ = — = υ 2 π L C В

c

λ

у __ __

3. Значения векторов напряженности Е и магнитной индукции В совпадают по фазе.

4. Отражаются.

5. Преломляются.

6. Выполняется интерференция.

7. Выполняется дифракция.

8. Выполняется поляризация.

9. Оказывают давление на вещество.

10. Поглощаются средой.

11. Скорость распространения в вакууме конечна и равна скорости света с = 3 · 10 ⁸ м/с.

12. Вызывает явление фотоэффекта.

13. Скорость распространения в любой среде определяется по формуле:

c c – скорость электромагнитной волны в вакууме,

υ = ———, ε – диэлектрическая проницаемость среды,

√ ε μ μ – магнитная проницаемость среды.

14. Электромагнитные волны переносят энергию.

---

Дата добавления: 2015-07-11