Поширення звуку. Звук в різних середовищах - Гіпермаркет знань Чому звук воді поширюється швидше

Ми знаємо, що звук распросраняется по повітрю. Саме тому ми і можемо чути. У вакуумі ніяких звуків існувати не може. Але якщо звук передається по повітрю, внаслідок взаємодії його частинок, чи не буде він передаватися і іншими речовинами? Буде.

Поширення і швидкість звуку в різних середовищах

Звук передається не тільки повітрям. Напевно, всі знають, що якщо прикласти вухо до стіни, то можна почути розмови в сусідній кімнаті. В даному випадку звук передається стіною. Звуки поширюються і в воді, і в інших середовищах. Більш того, поширення звуку в різних середовищах відбувається по-різному. Швидкість звуку різниться в залежності від речовини.

Цікаво, що швидкість поширення звуку у воді майже в чотири рази вище, ніж в повітрі. Тобто, риби чують «швидше», ніж ми. В металах і склі звук поширюється ще швидше. Це відбувається тому, що звук це коливання середовища, і звукові хвилі передаються швидше в середовищах з кращого провідністю.

Щільність і провідність води більше, ніж у повітря, але менше, ніж у металу. Відповідно, і звук передається по-різному. При переході з одного середовища в іншу швидкість звуку змінюється.

Довжина звукової хвилі також змінюється при її переході з одного середовища в іншу. Колишньої залишається лише її частота. Але саме тому ми і можемо розрізнити, хто конкретно говорить навіть крізь стіни.

Так як звук це коливання, то всі закони і формули для коливань і хвиль добре застосовні до звукових коливань. При розрахунку швидкості звуку в повітрі слід враховувати і те, що ця швидкість залежить від температури повітря. При збільшенні температури швидкість поширення звуку зростає. При нормальних умовах швидкість звукав повітрі становить 340 344 м / с.

звукові хвилі

Звукові хвилі, як відомо з фізики, поширюються в пружних середовищах. Саме тому звуки добре передаються землею. Приклавши вухо до землі, можна здалеку почути звук кроків, тупіт копит і так далі.

У дитинстві всі напевно розважалися, прикладаючи вухо до рейок. Стук коліс поїзда передається по рейках на кілька кілометрів. Для створення зворотного ефекту звукопоглинання, використовують м'які і пористі матеріали.

Наприклад, щоб захистити від сторонніх звуків якесь приміщення, або, навпаки, щоб не допустити виходу звуків з кімнати назовні, приміщення обробляють, звукоізолюючі. Стіни, підлога і стеля оббивають спеціальними матеріалами на основі спінених полімерів. У такій оббивці дуже швидко затихають все звуки.

Даний урок висвітлює тему «Звукові хвилі». На цьому уроці ми продовжимо вивчати акустику. Спочатку повторимо визначення звукових хвиль, потім розглянемо їх частотні діапазони і познайомимося з поняттям ультразвукових і інфразвукових хвиль. Ми також обговоримо властивості, властиві звуковим хвилям в різних середовищах, і дізнаємося, які їм притаманні характеристики .

Звукові хвилі -це механічні коливання, які, поширюючись і взаємодіючи з органом слуху, сприймаються людиною (рис. 1).

Рис. 1. Звукова хвиля

Розділ, який займається в фізиці цими хвилями, називається акустика. Професія людей, яких в народі називають «слухачами», - акустики. Звукова хвиля - це хвиля, що поширюється в пружною середовищі, це поздовжня хвиля, і, коли вона поширюється в пружною середовищі, чергуються стиснення і розрядження. Передається вона з плином часу на відстань (рис. 2).

Рис. 2. Поширення звукової хвилі

До звуковим хвилям відносяться такі коливання, які здійснюються з частотою від 20 до 20 000 Гц. Для цих частот відповідають довжини хвиль 17 м (для 20 Гц) і 17 мм (для 20 000 Гц). Цей діапазон буде називатися чутним звуком. Ці довжини хвиль наведені для повітря, швидкість поширення звуку в якому дорівнює.

Існують ще такі діапазони, якими займаються акустики, - інфразвукові і ультразвукові. Інфразвукові - це ті, які мають частоту менше 20 Гц. А ультразвукові - це ті, які мають частоту більше 20 000 Гц (рис. 3).

Рис. 3. Діапазони звукових хвиль

Кожна освічена людина повинна орієнтуватися в діапазоні частот звукових хвиль і знати, що якщо він піде на УЗД, то картинка на екрані комп'ютера буде будуватися з частотою більше 20 000 Гц.

ультразвук -це механічні хвилі, аналогічні звуковим, але мають частоту від 20 кГц до мільярда герц.

Хвилі, що мають частоту понад мільярд герц, називають гіперзвуком.

Ультразвук застосовується для виявлення дефектів в литих деталях. На досліджувану деталь направляють потік коротких ультразвукових сигналів. У тих місцях, де дефектів немає, сигнали проходять крізь деталь, без реєстрації приймачем.

Якщо ж в деталі є тріщина, повітряна порожнина або інша неоднорідність, то ультразвукової сигнал відбивається від неї і, повертаючись, потрапляє в приймач. Такий метод називають ультразвукової дефектоскопії.

Іншими прикладами застосування ультразвуку є апарати ультразвукового дослідження, апарати УЗД, ультразвукова терапія.

інфразвук - механічні хвилі, аналогічні звуковим, але мають частоту менше 20 Гц. Вони не сприймаються людським вухом.

Природними джерелами інфразвукових хвиль є шторм, цунамі, землетруси, урагани, виверження вулканів, гроза.

Інфразвук - теж важливі хвилі, які використовують для коливань поверхні (наприклад, щоб зруйнувати якісь великі об'єкти). Ми запускаємо інфразвук в грунт - і грунт дробиться. Де таке використовується? Наприклад, на алмазних копальнях, де беруть руду, в яких є алмазні компоненти, і дроблять на дрібні частинки, щоб знайти ці алмазні вкраплення (рис. 4).

Рис. 4. Застосування інфразвуку

Швидкість звуку залежить від умов середовища і температури (рис. 5).

Рис. 5. Швидкість поширення звукової хвилі в різних середовищах

Зверніть увагу: в повітрі швидкість звуку при дорівнює, при швидкість збільшується на. Якщо ви дослідник, то вам можуть стати в нагоді такі знання. Ви, може бути, навіть придумаєте якийсь температурний датчик, який буде фіксувати розбіжності температури шляхом зміни швидкості звуку в середовищі. Ми вже знаємо, що чим щільніше середовище, що чим серйозніше взаємодія між частинками середовища, тим швидше поширюється хвиля. Ми в минулому параграфі обговорили це на прикладі сухого і повітря вологого повітря. Для води швидкість поширення звуку. Якщо створити звукову хвилю (стукати по камертону), то швидкість її поширення в воді буде в 4 рази більше, ніж в повітрі. По воді інформація дійде швидше в 4 рази, ніж по повітрю. А в стали і того швидше: (Рис. 6).

Рис. 6. Швидкість поширення звукової хвилі

Ви знаєте з билин, що Ілля Муромець користувався (та й все богатирі і звичайні російські люди і хлопчики з РВС Гайдара), користувалися дуже цікавим способом виявлення об'єкта, який наближається, але розташовується ще далеко. Звук, який він видає при русі, ще не чути. Ілля Муромець, припавши вухом до землі, може її почути. Чому? Тому що по твердій землі передається звук з більшою швидкістю, значить, швидше дійде до вуха Іллі Муромця, і він зможе підготуватися до зустрічі ворога.

Найцікавіші звукові хвилі - музичні звуки і шуми. Які предмети можуть створити звукові хвилі? Якщо ми візьмемо джерело хвилі і пружне середовище, якщо ми змусимо джерело звуку коливатися гармонійно, то у нас виникне чудова звукова хвиля, яка буде називатися музичним звуком. Цими джерелами звукових хвиль можуть бути, наприклад, струни гітари або рояля. Це може бути звукова хвиля, яка створена в зазорі повітряному труби (органу або труби). З уроків музики ви знаєте ноти: до, ре, мі, фа, соль, ля, сі. В акустиці вони називаються тонами (рис. 7).

Рис. 7. Музичні тони

У всіх предметів, які можуть видавати тони, будуть особливості. Чим вони відрізняються? Вони розрізняються довжиною хвилі і частотою. Якщо ці звукові хвилі створюються не гармонійно звучать тілами або не пов'язані в загальну якусь оркестрову п'єсу, то така кількість звуків буде називатися шумом.

шум - безладні коливання різної фізичної природи, що відрізняються складністю тимчасової і спектральної структури. Поняття шуму є побутове і є фізичне, вони дуже схожі, і тому ми його вводимо як окремий важливий об'єкт розгляду.

Переходимо до кількісних оцінок звукових хвиль. Які у музичних звукових хвиль характеристики? Ці характеристики поширюються виключно на гармонійні звукові коливання. Отже, гучність звуку. Чим визначається гучність звуку? Розглянемо поширення звукової хвилі в часі або коливання джерела звукової хвилі (рис. 8).

Рис. 8. Гучність звуку

При цьому, якщо ми додали в систему не дуже багато звуку (стукнули тихесенько по клавіші фортепіано, наприклад), то буде тихий звук. Якщо ми голосно, високо піднімаючи руку, викличемо цей звук, стукнувши по клавіші, отримаємо гучний звук. Від чого це залежить? У тихого звуку амплітуда коливань менше, ніж у гучного звуку.

Наступна важлива характеристика музичного звуку і будь-якого іншого - висота. Від чого залежить висота звуку? Висота залежить від частоти. Ми можемо змусити джерело коливатися часто, а можемо змусити його сумніватися не дуже швидко (тобто здійснювати за одиницю часу менша кількість коливань). Розглянемо розгортку за часом високого і низького звуку однієї амплітуди (рис. 9).

Рис. 9. Висота звуку

Можна зробити цікавий висновок. Якщо людина співає басом, то у нього джерело звуку (це голосові зв'язки) Коливається в кілька разів повільніше, ніж у людини, який співає сопрано. У другому випадку голосові зв'язки коливаються частіше, тому частіше викликають вогнища стиснення і розрядження в поширенні хвилі.

Є ще одна цікава характеристика звукових хвиль, яку фізики не вивчають. це тембр. Ви знаєте і легко розрізняєте одну і ту ж музичну п'єсу, яку виконують на балалайці або на віолончелі. Чим відрізняються ці звучання або це виконання? Ми попросили на початку експерименту людей, які видобувають звуки, робити їх приблизно однаковою амплітуди, щоб була однакова гучність звуку. Це як у випадку оркестру: якщо не потрібно виділення якогось інструменту, всі грають приблизно однаково, в однакову силу. Так ось тембр балалайки і віолончелі відрізняється. Якби ми намалювали звук, який витягують з одного інструмента, з іншого, за допомогою діаграм, то вони були б однаковими. Але ви легко відрізняєте ці інструменти по звуку.

Ще один приклад важливості тембру. Уявіть собі двох співаків, які закінчують один і той же музичний вуз у однакових педагогів. Вони вчилися однаково добре на п'ятірки. Чомусь один стає видатним виконавцем, а інший все життя незадоволений своєю кар'єрою. Насправді це визначається виключно їх інструментом, який викликає якраз голосові коливання в середовищі, т. Е. У них відрізняються голоси за тембром.

Список літератури

Соколович Ю.А., Богданова Г.С. Фізика: довідник з прикладами розв'язання задач. - 2-е видання переділ. - X .: Веста: видавництво «Ранок», 2005. - 464 с.
Перишкін А.В., Гутник Е.М., Фізика. 9 кл .: Підручник для загальноосвіт. установ / А.В. Перишкін, Е.М. Гутник. - 14-е изд., Стереотип. - М .: Дрофа, 2009. - 300 с.

Інтернет-портал «eduspb.com» ()
Інтернет-портал «msk.edu.ua» ()
Інтернет-портал «class-fizika.narod.ru» ()

Домашнє завдання

Як поширюється звук? Що може служити джерелом звуку?
Чи може звук поширюватися в космосі?
Чи кожна хвиля, що досягла органу слуху людини, сприймається ним?

На великі відстані звукова енергія поширюється тільки уздовж пологих променів, які на всьому шляху не стосуються дна океану. В цьому випадку обмеженням, що накладається середовищем на дальність поширення звуку, є поглинання його в морській воді. Основний механізм поглинання пов'язаний з релаксаційним процесами, які супроводжують порушення акустичної хвилею термодинамічної рівноваги між іонами і молекулами розчинених у воді солей. Варто зазначити, що головна роль в поглинанні в широкому діапазоні звукових частот належить серномагніевой солі MgSO4, хоча в процентному відношенні її вміст у морській воді зовсім невелика - майже в 10 разів менше, ніж, наприклад, кам'яної солі NаС1, яка тим не менш не грає скільки-небудь помітної ролі в поглинанні звуку.

Поглинання в морській воді, взагалі кажучи, тим більше, чим вище частота звуку. На частотах від 3-5 до принаймні 100 кГц, де домінує вказаний вище механізм, поглинання пропорційно частоті в ступеня приблизно 3/2. На більш низьких частотах включається новий механізм поглинання (можливо, він пов'язаний з наявністю в воді солей бору), який стає особливо помітним в діапазоні сотень герц; тут рівень поглинання аномально високий і значно повільніше падає зі зменшенням частоти.

Щоб більш наочно уявити собі кількісні характеристики поглинання в морській воді, зауважимо, що за рахунок цього ефекту звук з частотою 100 Гц послаблюється в 10 разів на шляху в 10 тис. Км, а з частотою 10 кГц - на відстані лише в 10 км (рисунок 2). Таким чином, тільки низькочастотні звукові хвилі можуть бути використані для далекої підводного зв'язку, для дальнього виявлення підводних перешкод тощо.

Малюнок 2 - Відстані, на яких звуки різних частот загасають в 10 разів при поширенні в морській воді.

В області чутних звуків для діапазону частот 20-2000 Гц дальність поширення під водою звуків середньої інтенсивності досягає 15-20 км, а в області ультразвуку - 3-5 км.

Якщо виходити з величин загасання звуку, які спостерігаються в лабораторних умовах в малих обсягах води, то можна було б очікувати значно більших відстаней. Однак в природних умовах, крім загасання, обумовленого властивостями самої води (т. Н. В'язкого затухання), позначаються ще його розсіювання і поглинання різними неоднорідностями середовища.

Рефракція звуку, або викривлення шляху звукового променя, викликається неоднорідністю властивостей води, головним чином по вертикалі, внаслідок трьох основних причин: зміни гідростатичного тиску з глибиною, зміни солоності і зміни температури внаслідок неоднакового прогрівання маси води сонячними променями. В результаті сукупної дії цих причин швидкість поширення звуку, що становить близько 1450 м / сек для прісної води і близько 1500 м / сек для морської, змінюється з глибиною, причому закон зміни залежить від пори року, часу дня, глибини водойми і ряду ін. Причин . Звукові промені, що вийшли з джерела під деяким кутом до горизонту, згинаються, причому напрямок вигину залежить від розподілу швидкостей звуку в середовищі. Влітку, коли верхні шари тепліше нижніх, промені згинаються донизу і в більшості своїй відбиваються від дна, втрачаючи при цьому значну частку своєї енергії. Навпаки, взимку, коли нижні шари води зберігають свою температуру, тим часом як верхні шари охолоджуються, промені згинаються догори і зазнають багаторазові відбиття від поверхні води, при яких втрачається значно менше енергії. Тому взимку дальність поширення звуку більше, ніж влітку. Внаслідок рефракції утворюються т. Н. мертві зони, т. е. області, розташовані недалеко від джерела, в яких чутність відсутня.

Наявність рефракції, однак, може призводити до збільшення дальності поширення звуку - явищу зверхдалекого поширення звуків під водою. На деякій глибині під поверхнею води знаходиться шар, в якому звук поширюється з найменшою швидкістю; вище цієї глибини швидкість звуку збільшується через підвищення температури, а нижче - внаслідок збільшення гідростатичного тиску з глибиною. Цей шар являє собою своєрідний підводний звуковий канал. Луч, що відхилився від осі каналу вгору або вниз, внаслідок рефракції завжди прагне потрапити в нього назад. Якщо помістити джерело і приймач звуку в цьому шарі, то навіть звуки середньої інтенсивності (наприклад, вибухи невеликих зарядів в 1-2 кг) можуть бути зареєстровані на відстанях в сотні і тисячі км. Істотне збільшення дальності поширення звуку при наявності підводного звукового каналу може спостерігатися при розташуванні джерела і приймача звуку не обов'язково поблизу осі каналу, а, наприклад, у поверхні. В цьому випадку промені, рефрагіруя донизу, заходять в глибоководні шари, де вони відхиляються догори і виходять знову до поверхні на відстані в кілька десятків кілометрів від джерела. Далі картина поширення променів повторюється і в результаті утворюється послідовність т. Н. вторинних освітлених зон, які зазвичай простежуються до відстаней в декілька сотень км.

На поширення звуків високої частоти, зокрема еле, коли довжини хвиль дуже малі, впливають дрібні неоднорідності, зазвичай наявні в природних водоймах: мікроорганізми, бульбашки газів і т.д. Ці неоднорідності діють двояким чином: вони поглинають і розсіюють енергію звукових хвиль. В результаті з підвищенням частоти звукових коливань дальність їх поширення скорочується. Особливо сильно цей ефект помітний в поверхневому шарі води, де найбільше неоднорідностей. Розсіювання звуку неоднородностями, а також нерівностями поверхні води і дна викликає явище підводного реверберації, що супроводжує посилку звукового імпульсу: звукові хвилі, відбиваючись від сукупності неоднорідностей і зливаючись, дають затягування звукового імпульсу, що триває після його закінчення, подібно реверберації, що спостерігається в закритих приміщеннях. Підводна реверберація - досить значна перешкода для ряду практичних застосувань гідроакустики, зокрема для гидролокациі.

Межі дальності поширення підводних звуків лімітуються ще й т.зв. власними шумами моря, мають двояке походження. Частина шумів виникає від ударів хвиль на поверхні води, від морського прибою, від шуму перекочувати гальки і т.п. Інша частина пов'язана з морською фауною; сюди відносяться звуки, вироблювані рибами і ін. морськими тваринами.

Якщо звукова хвиля не зустрічала перешкод на своєму шляху, вона поширюється рівномірно в усіх напрямках. Але і не всяке перешкода стає перепоною для неї.

Зустрівши перешкоду на своєму шляху, звук може огинати його, відбиватися, переломлюватися або поглинатися.

дифракція звуку

Ми можемо розмовляти з людиною, що стоїть за рогом будинку, за деревом або за парканом, хоча і не бачимо його. Ми чуємо його, тому що звук здатний огинати ці предмети і припадати в область, що знаходиться за ними.

Здатність хвилі огинати перешкоду називається дифракцией .

Дифракція можлива, коли довжина звукової хвилі перевищує розмір перешкоди. Звукові хвилі низької частоти мають досить велику довжину. Наприклад, при частоті 100 Гц вона дорівнює 3,37 м. Зі зменшенням частоти довжина стає ще більше. Тому звукова хвиля з легкістю огинає об'єкти, співмірні з нею. Дерева в парку абсолютно не заважають нам чути звук, тому що діаметри їх стовбурів значно менше довжини звукової хвилі.

Завдяки дифракції, звукові хвилі проникають через щілини і отвори в перешкоді і поширюються за ними.

Розташуємо на шляху звукової хвилі плоский екран з отвором.

У разі, коли довжина звукової хвилі ƛ набагато перевищує діаметр отвору D , Або ці величини приблизно рівні, то позаду отвору звук досягне всіх точок області, яка знаходиться за екраном (область звуковий тіні). Фронт виходить хвилі буде виглядати як півсфера.

Якщо ж ƛ лише трохи менше діаметра щілини, то основна частина хвилі поширюється прямо, а невелика частина незначно розходиться в сторони. А в разі, коли ƛ набагато менше D , Вся хвиля піде в прямому напрямку.

відображення звуку

У разі потрапляння звукової хвилі на межу розділу двох середовищ, можливі різні варіанти її подальшого поширення. Звук може відбитися від поверхні розділу, може перейти в інше середовище без зміни напрямку, а може переломити, тобто перейти, змінивши свій напрямок.

Припустимо, на шляху звукової хвилі з'явилося перешкоду, розмір якого набагато більше довжини хвилі, наприклад, прямовисна скеля. Як поведе себе звук? Так як обійти цю перешкоду він не може, то він відіб'ється від нього. За перешкодою знаходиться зона акустичної тіні .

Відбитий від перешкоди звук називається луною .

Характер відображення звукової хвилі може бути різним. Він залежить від форми поверхні, що відбиває.

відображенням називають зміну напрямку звукової хвилі на межі розділу двох різних середовищ. При відображенні хвиля повертається в середу, з якої вона прийшла.

Якщо поверхня плоска, звук відбивається від неї подібно до того, як відбивається промінь світла в дзеркалі.

Відбиті від увігнутої поверхні звукові промені фокусуються в одній точці.

Опукла поверхня звук розсіює.

Ефект розсіювання дають опуклі колони, великі ліпні прикраси, люстри і т.д.

Звук не переходить з одного середовища в іншу, а відбивається від неї, якщо щільності середовищ значно відрізняються. Так, звук, що з'явився в воді, не переходить в повітря. Відбиваючись від кордону розділу, він залишається у воді. Людина, що стоїть на березі річки, не почує цей звук. Це пояснюється великою різницею хвильових опорів води і повітря. В акустиці хвильовий опір дорівнює добутку щільності середовища на швидкість звуку в ній. Так як хвильовий опір газів значно менше хвильових опорів рідин і твердих тіл, то потрапляючи на межу повітря і води, звукова хвиля відбивається.

Риби у воді не чують звук, що з'являється над поверхнею води, але добре розрізняють звук, джерелом якого є тіло, вібруючий в воді.

переломлення звуку

Зміна напрямку поширення звуку називається заломленням . Це явище виникає, коли звук переходить з одного середовища в іншу, і швидкості його поширення в цих середовищах різні.

Ставлення синуса кута падіння до синусу кута відбиття дорівнює відношенню швидкостей поширення звуку в середовищах.

де i - кут падіння,

r - кут відображення,

v 1 - швидкість поширення звуку в першому середовищі,

v 2 - швидкість поширення звуку в другому середовищі,

n - показник заломлення.

Переломлення звуку називають рефракцією .

Якщо звукова хвиля падає не перпендикулярно поверхні, а під кутом, відмінним від 90 о, то переломлених хвиля відхилиться від напрямку падаючої хвилі.

Рефракція звуку може спостерігатися не тільки на кордоні розділу середовищ. Звукові хвилі можуть змінювати свій напрямок в неоднорідному середовищі - атмосфері, океані.

В атмосфері причиною рефракції служать зміни температури повітря, швидкість і напрямок переміщення повітряних мас. А в океані вона з'являється через неоднорідність властивостей води - різного гідростатичного тиску на різних глибинах, різної температури і різної солоності.

поглинання звуку

При зустрічі звукової хвилі з поверхнею, частина її енергії поглинається. А яка кількість енергії може поглинути среда, можна визначити, знаючи коефіцієнт поглинання звуку. Цей коефіцієнт показує, яку частину енергії звукових коливань поглинає 1 м 2 перешкоди. Він має значення від 0 до 1.

Одиницю виміру звукопоглинання називають себін . Свою назву вона отримала на ім'я американського фізика Уоллеса Клемента Себіна, засновника архітектурної акустики. 1 Себін - це енергія, яку поглинає 1 м 2 поверхні, коефіцієнт поглинання якої дорівнює 1. Тобто, така поверхня повинна поглинати абсолютно всю енергію звукової хвилі.

Відлуння

Уоллес Себін

Властивість матеріалів поглинати звук широко використовують в архітектурі. Займаючись дослідженням акустики лекційні зали, частини побудованого Fogg Museum, Уоллес Клемент Себін прийшов до висновку, що існує залежність між розмірами залу, акустичними умовами, типом і площею звукопоглинальних матеріалів і часом реверберації .

реверберацией називають процес відображення звукової хвилі від перешкод і її поступове згасання після виключення джерела звуку. У закритому приміщенні звук може багаторазово відбиватися від стін і предметів. В результаті виникають різні ехосигнали, кожен з яких звучить як би відокремлено. Цей ефект називають ефектом реверберації .

Найважливішою характеристикою приміщення є час реверберації , Яке ввів і обчислив Себін.

де V - обсяг приміщення,

А - загальне звукопоглинання.

де a i - коефіцієнт звукопоглинання матеріалу,

S i - площа кожної поверхні.

Якщо час реверберації велике, звуки немов "бродять" по залу. Вони накладаються один на одного, заглушають основне джерело звуку, і зал стає гучним. При маленькому часу реверберації стіни швидко поглинають звуки, і вони стають глухими. Тому для кожного приміщення повинен бути свій точний розрахунок.

За результатами своїх обчислень Себін розташував звукопоглинальні матеріали таким чином, що зменшився «ефект луни». А Симфонічний Зал Бостона, при створенні якого він був акустичним консультантом, до сих пір вважається одним з кращих залів в світі.

Звук поширюється за допомогою звукових хвиль. Ці хвилі проходять не тільки крізь гази і рідини, а й через тверді тіла. Дія будь-яких хвиль полягає головним чином в перенесенні енергії. У разі звуку перенесення приймає форму найдрібніших переміщень на молекулярному рівні.

У газах і рідинах звукова хвиля зрушує молекули в напрямку свого руху, тобто в напрямку довжини хвилі. У твердих тілах звукові коливання молекул можуть відбуватися і в напрямку перпендикулярному хвилі.

Звукові хвилі поширюються зі своїх джерел у всіх напрямках, як це показано на малюнку справа, на якому зображений металевий дзвін, періодично стикається зі своєю мовою. Ці механічні зіткнення змушують дзвін вібрувати. Енергія вібрацій повідомляється молекулам навколишнього повітря, і вони відтісняються від дзвони. В результаті в прилеглому до дзвону шарі повітря збільшується тиск, який потім хвилеподібно поширюється на всі боки від джерела.

Швидкість звуку не залежить від гучності або тону. Всі звуки від радіоприймача в кімнаті, будь вони гучними або тихими, високого тону або низького, досягають слухача одночасно.

Швидкість звуку залежить від виду середовища, в якій він поширюється, і від її температури. У газах звукові хвилі поширюються повільно, тому що їх розріджена молекулярна структура слабо перешкоджає стисненню. У рідинах швидкість звуку збільшується, а в твердих тілах стає ще більш високою, як це показано на діаграмі внизу в метрах в секунду (м / с).

шлях хвилі

Звукові хвилі поширюються в повітрі аналогічно показаному на діаграмах справа. Хвильові фронти рухаються від джерела на певній відстані один від одного, що визначається частотою коливань дзвони. Частота звукової хвилі визначається шляхом підрахунку числа хвильових фронтів, які пройшли через цю точку в одиницю часу.

Фронт звукової хвилі віддаляється від вібруючого дзвони.

У рівномірно прогрітому повітрі звук поширюється з постійною швидкістю.

Другий фронт слід за першим на відстані, рівному довжині хвилі.

Сила звуку максимальна поблизу джерела.

Графічне зображення невидимої хвилі

Звуковий зондування глибин

Пучок променів гідролокатора, що складається з звукових хвиль, легко проходить через океанську воду. Принцип дії гідролокатора заснований на тому факті, що звукові хвилі відбиваються від океанського дна; цей прилад зазвичай використовується для визначення особливостей підводного рельєфу.

Пружні тверді тіла

Звук поширюється в дерев'яній пластині. Молекули більшості твердих тіл пов'язані в пружну просторову решітку, яка погано стискається і разом з тим прискорює проходження звукових хвиль.