Сущность звуковых волн

МИНЕСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ФИЗИКИ

РЕФЕРАТ

НА ТЕМУ:

СУЩНОСТЬ ЗВУКОВЫХ ВОЛН

Содержание

Введение

1. Природа звука

2. Основные характеристики звуковых волн

2.1Скорость звука

2.2Распространение звуковых волн

2.3 Интенсивность звука

2.4 Характеристики звука

3 Ультразвук и его применение

4 Инфразвук и его применение

Заключение

Список использованных источников

Введение

Мы живем в мире информации, и главная ее часть проходит через глаза и слух человека. Согласно исследованиям физиологов визуальная информация занимает первое место, но и слуховая не менее важна.

Мы живем в мире звуков, это и музыка и шумы, и речь. Поэтому надо знать природу звука, уравнения и законы, которые описывают его распространения и поглощения в различных средах. Это необходимо знать людям различных профессий: музыкантам и строителям, звукорежиссерам и архитекторам, биологам и геологам, сейсмологам, военным. Все они имеют дело с различными сторонами практического распространения звука в разных средах. Распространение звука в помещениях, „ звучание ” помещений важно для строителей, музыкантов. По звуковым сигналам сейчас исследуют пути миграций перелетных птиц в биологи, рыбаки находят косяки рыб в океане. Геологи с помощью ультразвука исследуют земную кору в поисках новых месторождений полезных ископаемых. Сейсмологи, изучая распространение звуков в земле, учатся предсказывать землетрясения и цунами. Для военных большое значение имеет профиль корпусов военных кораблей и подводных лодок, ведь это влияет на скорость движения корабля и на издаваемый им шум, который для подводных лодок должен быть минимальным, всем этим, и обусловлена актуальность моей работы. Развитие физики и математики сделало возможным рассчитать все это. Поэтому звуковые явления были выделены в отдельную науку, которая получила название акустики.

Целью моей работы является рассмотрение основных законов и правил распространения звука в различных средах, виды звуковых колебаний и их применение в науке и технике.

1. Природа звука

Звуковыми волнами называются распространяющиеся в среде упругие волны, обладающие частотами в пределах 16 – 20000 Гц.

Следует отметить, что благодаря своему устройству человеческое ухо способно воспринимать не любые колебания, а лишь такие, частота которых лежит в пределах от 16 до 20000 колебаний в секунду. Колебания с частотами, большими 20000 Гц, носят название ультразвуков и могут восприниматься специальными приборами. Колебания с частотами, меньшими 16 Гц, носят название инфразвуков, и для их восприятия также сконструированы специальные приборы, расширяющие возможности наших органов чувств.

Несколько одновременно приходящих звуковых колебаний, частоты которых находятся в определённом соответствии, создают впечатление созвучия, приятного (консонанс) или неприятного (диссонанс). Большое число одновременных звуковых колебаний с самыми различными частотами создаёт впечатление шума.

Звуковые волны в газах и жидкостях могут быть только продольными, то есть чередующимися разрежениями и сгущениями воздуха. Это обусловлено тем, что эти среды обладают упругостью лишь по отношению к деформациям сжатия (растяжения). В твёрдых телах звуковые волны могут быть как продольными, так и поперечными, так как твёрдые тела обладают упругостью по отношению к деформациям сжатия (растяжения) и сдвига.

Порождаются звуковые волны каким–либо колеблющимся телом: голосовыми связками, мембраной динамика, музыкальными инструментами и так далее.

2. Основные характеристики звуковых волн

2.1 Скорость звука

Измерение скорости звука в твердых телах, жидкостях и газах указывают на то, что скорость не зависит от частоты колебаний или длины звуковой волны, т.е. для звуковых волн не характерна дисперсия. В твердых телах могут распространяться продольные и поперечные волны, скорость распространения которых находят с помощью формул:

, ,

где Е – модуль упругости, G – модуль сдвига и ρ – плотность среды. В твердых телах скорость распространения продольных волн почти в два раза больше чем скорость распространения поперечных волн.

Скорость звука в жидкостях находят за формулой:

,

где K – объёмный модуль упругости жидкости. В жидкостях при возрастании температуры скорость звука возрастает, что связано с уменьшением коэффициента объёмного сжатия жидкости.

Для газов выведена формула, которая связывает их давление с плотностью:

,

впервые эту формулу для нахождения скорости звука в газах использовал И. Ньютон. Из этой формулы следует, что скорость распространения звука в газах не зависит от температуры, она также не зависит от давления, поскольку при возрастании давления возрастает и плотность газа. Также этой формуле можно придать и более рациональный вид, на основе уравнения Менделеева-Клапейрона:

,

тогда скорость звука будет равна:

где R – универсальная газовая постоянная, T – абсолютная температура газа и μ – молекулярная масса. Эта формула носит название форм

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать