Звук как физическое явление реферат

Posted on by Савва

Но при каждом измерении формируется 8 - или битовый код измеренного значения 1 или 2 байта , в связи с чем этот параметр оказывает сильное влияние на требуемый для хранения оцифрованного звука объем памяти. С увеличением частоты ультразвука величина полупоглощающего слоя уменьшается. С помощью речи люди общаются, с помощью слуха получают информацию об окружающем мире. На рис. Такой метод называется Фурье-анализом по имени французского математика Ж. Удельное акустическое сопротивление среды устанавливается соотношением амплитуды звукового давления в среде к амплитуде колебательной скорости её частиц.

Звук - волнообразные колебания твердых, жидких и газообразных тел воспринимаются органом слуха, ухом, в форме особого ощущения, звука. Звуковые волны распространяются от получившего удар и приведенного в дрожательное звук тела во все стороны окружающей тела среды.

Все тела по отношению к звуку делятся на проводящие и на неупругие например - воск и и межличностные отношения контрольная не проводящие звук.

Обычным проводником звука является воздух. Скорость распространения звука наблюдается при громе и молнии. Гром, несмотря на то, что возникает одновременно с разрядом электричества, молнией, слышен через некоторый промежуток времени, в зависимости от отдаленности места электрического разряда. Звук характеризуется высотой, силой и оттенком.

Высота звука зависит от числа колебаний как физическое тела; сила звука - в данном месте есть количество звуковой энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной к направлению распространения звука.

Оттенок звука или тембр зависит от высших или гармонических тонов, сопровождающих во всяком звуке основной тон. Энергетической характеристикой звуковых колебаний является интенсивность звука - звук как физическое явление реферат, переносимая звуковой волной через единицу поверхности, перпендикулярную направлению распространения волны, в единицу времени.

Интенсивность звука зависит от амплитуды звукового давления, а также от свойств самой среды и от формы волны. Субъективной характеристикой звука, связанной с его интенсивностью, является громкость звука, зависящая от частоты. Наибольшей чувствительностью человеческое ухо обладает в области частот кГц.

При распространении звуковой волны в заданном направлении происходит постепенное её затухание, то есть уменьшение интенсивности и амплитуды. Знание законов затухания практически важно для определения предельной дальности распространения звукового сигнала. Затухание обусловливается явление реферат факторов, которые проявляются в той или иной степени в зависимости от характеристик самого звука и от свойств среды.

Все эти факторы можно подразделить на две большие группы. В первую входят факторы, связанные с законами волнового распространения в среде. Так, при распространении в неограниченной среде звука от источника конечных размеров интенсивность его убывает обратно пропорционально квадрату расстояния.

Неоднородность свойств среды вызывает рассеяние звуковой волны по различным направлениям, приводящее к ослаблению её в первоначальном направлении, например рассеяние звука на пузырьках в воде, на взволнованной поверхности моря, в турбулентной атмосфере, рассеяние высокочастотного ультразвука в поликристаллических металлах, на дислокациях в кристаллах.

На распространение звука в атмосфере и в море влияет распределение температуры и давления, силы и скорости ветра.

Звук как физическое явление реферат 1494

Эти факторы вызывают искривление звуковых лучей, то есть рефракцию звука, которая объясняет, в частности, тот факт, что по ветру звук слышен дальше, чем против ветра. Распределение скорости звука с глубиной в океане объясняет наличие т. Вторая группа факторов, определяющих затухание звука, связана с физическими процессами в веществе - необратимым переходом звуковой энергии в другие формы, то есть с поглощением звука, обусловленным вязкостью и теплопроводностью среды, а также переходом звуковой энергии в энергию внутримолекулярных процессов.

Поглощение звука. Распространение звуковых волн характеризуется в первую очередь скоростью звука. В газообразных и жидких средах распространяются продольные волны направление колебательного движения частиц совпадает с направлением распространения волныскорость которых определяется сжимаемостью среды и её плотностью.

Звук как физическое явление реферат 8872154

В твёрдых телах, кроме продольных, могут распространяться поперечные волны, с направлением колебаний, перпендикулярным распространению волны, а также поверхностные волны. Источниками звука могут стать любые явления, вызывающие местное изменение давления или механическое напряжение.

Широко распространены источники звука в виде колеблющихся твёрдых тел например, диффузоры громкоговорителей и мембраны телефонов, струны и деки музыкальных инструментов; в ультразвуковом диапазоне частот - пластинки и стержни из пьезоэлектрических материалов или магнитострикционных материалов.

Звук как физическое явление реферат 3517

Источниками звука могут служить и колебания ограниченных объёмов самой среды например, в органных трубах, духовых музыкальных инструментах, свистках и т. Сложной колебательной системой является голосовой аппарат человека и животных. Возбуждение колебаний источников звука может производиться ударом или щипком колокола, струны ; в них может поддерживаться режим автоколебаний за счёт, например, потока воздуха духовые инструменты. Обширный класс источников звука - электроакустические преобразователи, в которых механические колебания создаются путём преобразования колебаний электрического тока той же частоты.

В природе звук возбуждается при обтекании твёрдых тел потоком воздуха за счёт образования и отрыва вихрей, например при обдувании ветром проводов, труб, гребней морских волн. Звук низких и инфранизких - частот возникает при взрывах, обвалах. Многообразны источники акустических шумов, к которым относятся применяемые в технике машины и механизмы, газовые и водяные струи.

Приёмники звука - служат для восприятия звуковой энергии и преобразования её в другие формы. Для создания когерентного звука применяются так называемые звуковые или фононные лазеры [5]. Человеческое ухо воспринимает распространяющиеся в среде упругие волны частотой приблизительно звук как физическое явление реферат 16 Гц кГц ; колебания с более высокой частотой представляют собой ультразвук за пределом слышимости.

Звуковая волна распространяется в веществе, находящемся в газообразном, жидком или твёрдом состоянии, в том же направлении, в котором происходит смещение частиц этого вещества, то есть она вызывает деформацию среды. Деформация заключается в том, что происходит последовательное разрежение и сжатие определённых объёмов среды, причём расстояние между двумя соседними областями соответствует длине ультразвуковой волны. Чем больше удельное акустическое сопротивление среды, тем больше степень сжатия и разрежения среды при данной амплитуде колебаний.

Частицы среды, участвующие в передаче энергии волны, колеблются около положения своего равновесия. Скорость, с которой частицы колеблются около среднего положения равновесия звук как физическое явление реферат колебательной скоростью.

Звук как физическое явление реферат скорость частиц изменяется согласно уравнению:. Амплитуда колебательной скорости характеризует максимальную скорость, с которой частицы среды движутся в процессе колебаний, и определяется частотой колебаний и амплитудой смещения частиц среды.

Дифракция огибание волнами препятствий имеет место тогда, когда длина ультразвуковой волны сравнима или больше с размерами находящегося на пути препятствия.

Если препятствие по сравнению звук как физическое явление реферат длиной акустической волны велико, то явления дифракции. При одновременном движении в среде нескольких ультразвуковых волн в каждой определённой точке среды происходит суперпозиция наложение этих волн. Наложение волн одинаковой частоты друг на друга называется интерференцией. Если в процессе прохождения через объект ультразвуковые волны пересекаются, то в определённых точках среды наблюдается усиление или ослабление колебаний.

При этом состояние точки среды, где происходит взаимодействие, зависит от соотношения фаз ультразвуковых колебаний в данной точке. Если ультразвуковые волны достигают определённого участка среды в одинаковых фазах синфазното смещения частиц имеют одинаковые знаки и интерференция в таких условиях реферат на тему протезирование к увеличению амплитуды колебаний.

Если же волны приходят к точке среды в противофазе, то смещение частиц будет разнонаправленным, что приводит к уменьшению амплитуды колебаний. Поскольку среда, в которой распространяется ультразвук, обладает вязкостью, теплопроводностью и имеет другие причины внутреннего трения, то при распространении волны происходит поглощение, то есть по мере удаления от источника амплитуда и энергия ультразвуковых колебаний становятся меньше.

Среда, в которой распространяется ультразвук, вступает во взаимодействие с проходящей через него энергией и часть её поглощает. Преобладающая часть поглощённой энергии преобразуется в тепло, меньшая часть вызывает в передающем веществе необратимые структурные изменения. Поглощение является результатом трения частиц друг об друга, в различных средах оно различно.

Поглощение зависит также от частоты ультразвуковых колебаний. Теоретически, поглощение пропорционально квадрату частоты.

Возникновение звука

Величину поглощения можно характеризовать коэффициентом поглощения, который показывает, как изменяется интенсивность ультразвука в облучаемой среде. Звук как физическое явление реферат ростом частоты он увеличивается. В случаях, технически наиболее интересных, источник звука излучатель представляет собой некоторую колеблющуюся поверхность, — таковы, например, мембрана телефона или диффузор громкоговорителя.

Если такой источник звука излучает звуковые волны в открытое звук как физическое явление реферат, то форма волны существенным образом зависит от относительных размеров излучателя; излучатель, размеры которого велики сравнительно с длиной звуковой волны, излучает звуковую энергию в одном только направлении, именно в направлении своего колебательного движения. Напротив, излучатель малого сравнительно с длиной волны размера излучает звуковую энергию по всем направлениям.

Форма волнового фронта в том и другом случаях будет, очевидно, различной. Рассмотрим сначала первый случай. Представим себе жесткую плоскую поверхность достаточно большого сравнительно с длиной волны размера, совершающую колебательное движений в направлении своей нормали. Двигаясь вперед, такая поверхность создает перед собой сгущение, которое благодаря упругости среды будет распространяться в направлении смещения излучателя. Двигаясь обратно, излучатель создает за собой разрежение, которое будет перемещаться в среде вслед за начальным сгущением.

Недлительном колебании излучателя мы будем наблюдать по обе стороны от него звуковую волну, характеризующуюся тем, что все частицы среды, находящиеся на равном расстоянии от излучающей поверхности причем это расстояние мы будем отсчитывать в направлении нормали к поверхностисовершают синфазные т.

Такую волну мы называем плоской. Вычисления показывают, что амплитуда избыточного давления равна произведению амплитуды скорости частиц средней плотности среды и скорости звука с: Произведение средней плотности среды на скорость звука, называют акустическим сопротивлением среды. Когда размеры излучающей поверхности становятся малыми сравнительно с длиной волны, волновой фронт заметно искривляется.

Доклад на тему вербальные средства общенияКак пишутся рецензии на книги
Эссе правовая культура молодежиРеферат комфортные условия жизнедеятельности

Это происходит потому, что энергия колебаний распространяется по всем направлениям от излучателя. Явление можно лучше всего понять на следующем простом примере. Представим себе, что на поверхность воды упало длинное бревно. Возникшие благодаря этому волны идут параллельными рядами в обе стороны от бревна.

  • Отражение звука, эхо.
  • Электролитическая диссоциация.
  • Звук для человека является источником информации.
  • Рассмотренная волна в стержне является волной сжатия.
  • Последовательность гармоник выражается формулой:.
  • Колебания среды возбуждаются источником звука и, распространяясь в среде, доходят до приемного аппарата — нашего уха.

Иначе обстоит дело в том случае, когда в воду брошен небольшой камень, — при этом волны распространяются концентрическими кругами. Бревно велико сравнительно с длиной волны на поверхности воды; идущие от него параллельные ряды волн представляют собой наглядную модель плоских волн.

Камень же имеет небольшие размеры; расходящиеся от места его звук как физическое явление реферат круги дают нам модель сферических волн. При распространении сферической волны поверхность волнового фронта возрастает пропорционально квадрату его радиуса. При постоянной мощности источника звука энергия, протекающая через каждый квадратный сантиметр сферической поверхности радиуса обратно пропорциональна Так как энергия колебаний пропорциональна квадрату амплитуды, то ясно, что амплитуда колебаний звук как физическое явление реферат сферической волне должна убывать как величина, обратная первой степени расстояния от источника звука.

Система ориентировки. Элементарное перемещение. Инерциальная система. Иначе говоря, если взять единичную площадку например, 1 см2которая полностью поглощала бы звук, и расположить ее перпендикулярно направлению распространения волны, то интенсивность звука равна акустической энергии, поглощаемой за одну секунду. Отчет по учитель математики значение этой величины для некоторых привычных звуков.

Полная же мощность звука, издаваемого при обычном разговоре, - порядка всего лишь 0, Вт. Способность человеческого уха воспринимать столь малые энергии свидетельствует о его поразительной чувствительности. Диапазон интенсивностей звука, воспринимаемых нашим ухом, очень широк.

Интенсивность самого громкого звука, который может вынести ухо, примерно в раз больше минимальной, которую оно способно услышать.

Полная мощность источников звука охватывает столь же широкий диапазон. Так, мощность, излучаемая при очень тихом шепоте, может быть порядка Вт, тогда как мощность, излучаемая реактивным двигателем, достигает Вт. Опять-таки интенсивности различаются в 10 14. Поскольку звуки столь сильно различаются по интенсивности, удобнее рассматривать ее как логарифмическую величину и измерять в децибелах.

Логарифмическая величина интенсивности представляет собой логарифм отношения рассматриваемого значения величины к ее значению, принимаемому за исходное.

Такием образом, один звук, превышающий другой по уровню интенсивности на 20 дБ, превышает его в раз по интенсивности. В практике акустических измерений принято выражать интенсивность звука через соответствующую амплитуду избыточного давления Ре. Когда давление звук как физическое явление реферат в децибелах относительно некоторого условно выбранного давления Р0, получают так называемый уровень звукового давления.

В табл. Это интегральные значения, полученные усреднением по всему слышимому диапазону частот. Уровень звукового давления не связан простой зависимостью с психологическим восприятием громкости. Первый из этих факторов объективный, а второй - субъективный.

Физические основы генерации звука

Эксперименты показывают, что восприятие громкости зависит не только от интенсивности звука, но и от его частоты и условий эксперимента. Громкости звуков, не привязанных к условиям сравнения, сравнивать невозможно.

И все же сравнение чистых тонов представляет интерес. Для этого определяют уровень звукового давления, при котором данный тон воспринимается как равногромкий стандартному тону частотой Гц. Для каждой кривой указан соответствующий уровень звукового давления стандартного тона Гц. Например, при частоте тона Гц необходим уровень звука в 60 дБ, чтобы он воспринимался как равногромкий тону Гц с уровнем звукового давления 50 дБ.

Кривые получены путем измерения уровня звукового давления, при котором звук той или иной частоты воспринимается как равногромкий с эталонным тоном частотой Гц. Эти кривые используются для определения фона - единицы уровня громкости, которая тоже измеряется в децибелах.

Это происходит потому, что энергия колебаний распространяется по всем направлениям от излучателя. Поскольку среда, в которой распространяется ультразвук, обладает вязкостью, теплопроводностью и имеет другие причины внутреннего трения, то при распространении волны происходит поглощение, то есть по мере удаления от источника амплитуда и энергия ультразвуковых колебаний становятся меньше.

Фон - это уровень громкости звука, для которого уровень звукового давления равногромкого стандартного чистого тона Гц равен 1 дБ. Так, звук частотой Гц при уровне 60 дБ имеет уровень громкости в 50 фонов. Нижняя звук как физическое явление реферат на рис. Диапазон слышимых частот простирается примерно от 20 до 20 Гц.

Как и волны от камешка, брошенного в спокойную воду, звуковые волны распространяются во всех направлениях. Такой процесс распространения удобно характеризовать волновым фронтом. Волновой фронт - это поверхность в пространстве, во всех точках которой колебания происходят в одной фазе.

Если препятствие по сравнению с длиной акустической волны велико, то явления дифракции нет. Полученные числовые значения являются цифровыми величинами, характеризующими аудиосигнал.

Волновые фронты от камешка, упавшего в воду, представляют собой окружности. Волновой фронт простейшего вида - плоский.

[TRANSLIT]

Плоская волна распространяется только в одном направлении и представляет собой идеализацию, которая лишь приблизительно реализуется на практике. Звуковую волну в трубе можно считать приблизительно плоской, как и сферическую волну на большом расстоянии от источника.

К простым типам волн можно отнести и волну со сферическим фронтом, исходящую из точки и распространяющуюся во всех направлениях. Такую волну можно возбудить явление реферат помощью малой пульсирующей сферы. Источник, возбуждающий сферическую волну, называется точечным. Интенсивность такой звук как убывает по мере ее распространения, поскольку энергия распределяется по сфере все большего радиуса. Физическое образом, интенсивность сферической волны убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от источника.

Интенсивность любой звуковой волны в процессе ее распространения уменьшается вследствие поглощения звука. Это явление будет рассмотрено ниже. Для распространения волнового фронта справедлив принцип Гюйгенса. Для выяснения его рассмотрим известную нам форму волнового фронта в какой-либо момент времени. Ее можно найти и спустя время Dt, если каждую точку начального волнового фронта рассматривать как источник элементарной сферической волны, распространившейся за явление реферат промежуток на расстояние vDt.

Огибающая всех этих элементарных сферических волновых фронтов и будет новым волновым фронтом. Принцип Гюйгенса позволяет определять форму волнового фронта на протяжении всего процесса распространения.

Из него следует также, что волны, как плоские, так и сферические, сохраняют свою геометрию в процессе распространения при условии, что среда однородна. Звуковые волны и природа звука. Основные характеристики звуковых волн: скорость, распространение, интенсивность. Характеристика звука и звуковые ощущения.

Ультразвук и его использование в технике и природе. Природа инфразвуковых колебаний, их применение. Свойства звука и его характеристики.

Законы распространения звука. Инфразвук, ультразвук, гиперзвук. Условия возникновения колебаний. Гармонические колебания и их характеристики. Скорость и ускорение. Затухающие, вынужденные колебания, резонанс.

Период математического и пружинного маятников. Волны в упругой среде. С физической точки зрения звук характеризуется тремя свойствами: высотой, силой, звуковым спектром. Высота звука зависит от частоты колебаний звучащего телаединицей измерения высоты звука является герц Гц.

1 comments