Гергана Атанасова
преподава по Физика
в град София
Големина на текста:
Звукови вълни (звук)
Еластични (механични) вълни, които могат да се възприемат от човешките сетивни органи –
ушите, се наричат звукови вълни или просто звук. Очевидно е, че звукът може да се
разглежда в два аспекта: чисто физичен и психофизиологичен – свързан със самото усещане
и възприемане на звука. Ние, естествено, ще се съсредоточим преди всичко върху физичния
аспект.
Човешкото ухо възприема еластични вълни с честоти в интервала от 20 Hz до 20 000 Hz
(наречен диапазон на чуване), като най-голяма чувствителност има към честоти в интервала
от 1000 Hz до 5000 Hz. Отделни хора могат да чуват в по-тесни граници, други – в по-
широки, за някои може да бъде отместена само долната граница, за други – само горната и
т.н. Еластични вълни с честоти по-малки от 20 Hz се наричат инфразвукови вълни или
просто инфразвук. Еластични вълни с честоти по-големи от 20 кHz се наричат ултразвукови
вълни или просто ултразвук.
Чувствителността на човешкото ухо е различна за различните честоти. За всяка честота на
трептене съществува най-малка стойност на интензитета на вълната (долен праг на чуване),
под която не се възприема звук, както и най-голяма стойност на интензитета на вълната
(горен праг на чуване), при която вече не се възприема звук, а само има усещане за болка.
Между физичните и психо-физиологичните характеристики на звука има сложно
съответствие. Така например,
Силата на възприемане на звука съгласно физиологичния закон на Вебер-Фехнер
0
lg
I
I
L
=
(1)
(Напомняне: lg a = log
10
a), където I
0
е интензитетът на звука на долния праг на чуване при
хармонично трептене с честота 1000 Hz, I
0
= 10
–12
W/m
2
(ват на квадратен метър).
(Напомняне: Интензитет – енергията, пренасяна от вълната за 1 време през 1 площ.)
Единицата за сила на звука се определя от (1) и се нарича Bel (В). Обикновено се използва
децибел (dB), 1 dB = 10
– 1
B . При честота 1000 Hz на долния праг на чуване
0
0
lg
I
I
L
=
= 0,
а на горния праг на чуване I = 10 W/m
2
=> L = 130 dB.
Всеки реален звук представлява наслагване на хармонични вълни с определен набор от
честоти. Наборът от честоти на трептене, присъстващи в даден звук се нарича негов
акустичен спектър. Той може да бъде непрекъснат (шум) или дискретен (тонален).
Шумове или звукови вълни с непрекъснат акустичен спектър са, например, шумът на листата
на дърветата, звукът предизвикан от взрив, уличният шум и т.н.
Тонални (музикални) звукове са, например, звуците издавани от различни музикални
инструменти.
Други психо-физиологични характеристики на звука са височина и тембър на звука.
Височината на звука се определя от хармоничната компонента с най-малка честота –
наричана още честота на основния тон. Колкото по-голяма е тази честота, толкова по-голяма
е височината на звука. Тембърът на звука се оформя от приноса на останалите честоти
(честотите на обертоновете), в зависимост от интензитета на съответните компоненти.
Звуковите вълни в твърдите тела могат да бъдат както надлъжни, така и напречни.
Звуковите вълни в течности и газове могат да бъдат само надлъжни и се състоят в редуващи
се сгъстявания и разреждания на средата.
Големината на скоростта на разпространение на звуковите вълни в газ е
µ
?
RT
v
=
,
където
?
(
?
=
V
p
C
C
, С
р
и С
V
са моларните топлинни капацитети, съответно при постоянно
налягане и при постоянен обем.) е коефициентът на Поасон на газа, R е газовата константа, T
– термодинамичната температура, ? е моларната маса на газа.
Както виждаме от горната формула, при разпространение на звука не се наблюдава
дисперсия, т.е. скоростта на разпространение на звука не зависи от честотата на вълната. Ако
би имало такава зависимост ние трудно бихме могли да възприемаме човешката реч и не
бихме могли да се наслаждаваме на музиката.
Горната формула ни дава възможност да определим коефициента на Поасон, ако измерим
големината на скоростта на звука в газ с известно молекулно тегло. С тази формула можем
да си обясним защо при отдалечаване от земната повърхност големината на скоростта на
разпространение на звука намалява – защото намалява температурата.
Големина на скоростта на разпространение на звука в някои газове при температура 0
0
С
газ големина на скоростта [m/s]
въздух 331
кислород 315
водород 1263
Голямата стойност на скоростта на звука във водородна среда е следствие от малката
стойност на молекулното тегло на водорода.
Ефект на Доплер
Доплер – австрийски физик, математик и астроном (1803 – 1853 г.)
Ефектът на Доплер се състои в това, че когато източникът и приемникът на звука се движат
един спрямо друг, честотата на излъчваните трептения е различна от честотата на
възприеманите трептения. От опита ни е известно, че тонът на свирката на влака става по-
висок, когато ние стоим на перона, а влакът се приближава към нас, т.е. честотата на
възприеманите от нас трептения се увеличава. Когато влакът се отдалечава от нас, тонът
на свирката става по-нисък, т.е. честотата на възприеманите от нас трептения намалява.
Същите ефекти ще наблюдаваме, ако ние се приближаваме или отдалечаваме, а влакът е
неподвижен.
1). Да предположим, че имаме източник на хармонично трептене (звук) и приемник на звука,
които са неподвижни.
Да означим с ?
0
честота на трептене на източника, с Т
0
=
0
1
?
периода на трептене, а с v
0
големината на скоростта на разпространение на вълната спрямо източника (тя е същата и
спрямо приемника). Тогава дължината на разпространяващата се вълна
?
?
?
?
0
0
0
0
00
,
vv
Tv
===
.
За простота да си мислим, че източникът и приемникът са точкови.
Разпространявайки се в средата, вълната ще достигне приемника и ще предизвика трептения
на неговия звукочувствителен елемент с честота
0
0
?
?
?
==
v
.
2а). Нека приемникът се приближава към източника (който е неподвижен) със скорост с
големина v
прием.
.
Големината на скоростта на вълната спрямо приемника ще бъде
v = v
0
+ v
прием
.
Дължината на вълната не се променя (дължината на вълната се определя от разстоянието
между трептящите частици, които в един и същ момент от време са еднакво отклонени от
положението си на равновесие). Честотата на възприеманите трептения
0
0
0
?
?
?
v
vv
v
прием
+
==
.
Следователно,
?
>
?
0
.
2б). Нека приемникът се отдалечава от източника (който е неподвижен) със скорост с
големина v
прием
.

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.
КОМЕНТАРИ
(1-10 от 3)
reni4028 написа на 06 май 2010 ОТГОВОРИ
ученичка на 16 години от Стамболово , ОУ "Васил Левски", Пчелари
нямам думи само взимат парите на учениците а информацията е нулева!!!
prptpty написа на 24 мар 2009 ОТГОВОРИ
ученичка на 17 години от Пловдив , СОУ "Димитър Матевски"
нищо от това което ми трябва...
prptpty написа на 24 мар 2009 ОТГОВОРИ
ученичка на 17 години от Пловдив , СОУ "Димитър Матевски"
 
Подобни материали
 

Ултра и инфра звук

09 дек 2010
·
207
·
11
·
899

Обикновено за горна граница на инфразвуковите вълни се приемат честотите от 16 до 20hz,а долната граница не е определена и според съвременните изследвания достига до 0,001hz. Той е с честота, твърде малка, за да се улавя от човешкото ухо...
 

Радио приемане и радио предаване

18 яну 2011
·
267
·
13
·
1,042
·
584

В 1894 г., когато е двадесетгодишен, научава за опитите, извършени преди няколко години от Хайнрих Херц. Те категорично показват, че има невидими електромагнитни вълни, които се движат в пространството със скоростта на светлината...
 

Ултразвук - доклад

10 май 2008
·
607
·
2
·
373
·
753
·
3
·

Подробен доклад относно физическото явление ултразвук.
 

Ефект на Доплер

06 ное 2011
·
43
·
2
·
518
·
94

Изменението на честотата на вълната, породено от относително движение на източника на вълна и наблюдателя (приемника), се нарича ефект на Доплер и важи за всички видове вълни...
 

Радиопредаване и радиоприемане

14 май 2012
·
249
·
13
·
572
·
364

Презентация по физика
 
Онлайн тестове по Физика
Тест по физика и астрономия за 12 клас
матура тест по Физика за Ученици от 12 клас
Изпитен тест за ДЗИ по физика и астрономия. Всички въпроси имат само един верен отговор.
(Труден)
33
22
1
5 мин
05.09.2013
Термодинамика
изпитен тест по Физика за Студенти от 2 курс
Предназначен за студентите от университети с инженерно обучение, като упражнение за изпита по физика. Включва въпроси от термодинамиката - закони на термодинамиката, флуиди, цикъл на Карно, топлинен капацитет. Въпросите са затворени и имат само един верен отговор.
(Труден)
42
14
1
7 мин
03.10.2014
» виж всички онлайн тестове по физика

Звукови вълни (звук)

Материал № 100236, от 27 фев 2008
Свален: 381 пъти
Прегледан: 261 пъти
Качен от:
Предмет: Физика
Тип: Доклад
Брой страници: 4
Брой думи: 624
Брой символи: 5,592

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Звукови вълни (звук)"?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Намери частен учител

Гергана Атанасова
преподава по Физика
в град София
с опит от  16 години
83

Соня Иванова
преподава по Физика
в град Враца
с опит от  24 години
12

виж още преподаватели...
Последно видяха материала
Сродни търсения