Fizica undelor sonore - undele sonore teorie - fizica si psihofizica de sunet - ureche electronică

Conceptul de „sunet“ este strâns legată de conceptul de „val“. Interesant, acest concept, fiind obișnuiți cu absolut toată lumea, mai multe cauze dificultăți atunci când încercați să-i dea o definiție distinctă. Pe de o parte, valul - acest lucru este ceva care este asociat cu mișcarea, ceva care se propagă în spațiu, cum ar fi valurile cercuri de o piatră aruncată în apă divergente. Pe de altă parte, știm că se află pe suprafața apei în apropierea mlădița nu se va deplasa în direcția de propagare a undei de la o abandonată lângă o piatră, și practic doar va legăna în apă. Ceea ce este transferat în spațiu ca valul propagates? Se pare că, în spațiu poartă o perturbație. piatră aruncată în apă cauzează Spike - o schimbare a stării de suprafață a apei, iar această tulburare se transmite de la un punct la altul al rezervorului sub forma unor oscilații de suprafață. Astfel, valul - este procesul de mutare în spațiu de stat schimbări.

Un val de sunet (undele sonore) - este transmis în spațiul vibrațiilor mecanice ale moleculelor unei substanțe (de exemplu, aer). Să ne imaginăm cum are loc propagarea undelor sonore în spațiu. Ca urmare a unor perturbatii (de exemplu, datorită fluctuațiilor de con difuzor sau string chitara), provocând mișcare și oscilație a aerului la un anumit punct în spațiu, există o cădere de presiune în acest moment, deoarece aerul este comprimat în procesul de mișcare, prin care ia naștere suprapresiunea propulsând straturile de aer din jur. Aceste straturi sunt comprimate, care la rândul său creează o presiune excesivă din spate, care afectează straturile de aer adiacente. Deci, cum ar fi lanțul, perturbarea inițială este transmis în spațiu de la un punct la altul. Acest proces descrie mecanismul de propagare în spațiul undei sonore. Corpul produce o perturbare (vibratii) de aer, numit o sursă de sunet.

Familiar pentru noi toți, conceptul de „sunet“ înseamnă doar perceput setul uman aparat auditiv de vibrații sonore. Despre ce o persoană percepe vibrații, și ce nu, vom vorbi mai târziu.

Sunet vibrații și oscilații, în general, toate așa cum este cunoscut din fizică, caracterizate prin amplitudine (intensitate), frecvență și fază. În ceea ce privește vibrațiile sunetului este foarte important să menționăm o astfel de caracteristică ca viteza de propagare. Rata de propagare a vibrațiilor, în general, depind de mediul în care undele sonore se propaga. La această viteză este influențată de factori cum ar fi elasticitatea mediului, densitatea și temperatura acestuia. De exemplu, este mai mare temperatura, cu atât viteza sunetului în ea. În condiții normale (la temperatura normală și presiune) condiții, viteza sunetului în aer este de aproximativ 330 m / s. Astfel, timpul după care începe un ascultător de a percepe undele sonore depinde de distanța dintre ascultător dintr-o sursă de sunet, precum și caracteristicile mediului în care se propagă unda de sunet. Este important de remarcat faptul că viteza de propagare a sunetului este aproape independentă de vibrații sonore de frecvență. Acest lucru înseamnă, printre altele, că sunetul este perceput în aceeași secvență în care se creează o sursă. Dacă acest lucru nu a fost cazul, și sunetul la o frecvență la o altă frecvență răspândit mai repede decât sunetul, în loc, de exemplu, muzica, am auzit un zgomot ascuțit și abrupt.

Undele sonore sunt inerente în diferite fenomene asociate cu propagarea undelor în spațiu. Enumerăm pe cele mai importante.

Interferența - amplificarea oscilații în anumite puncte de spațiu și de atenuare a oscilațiilor la alte puncte prin suprapunerea a două sau mai multe unde sonore. Când auzim sunete diferite, dar suficient de aproape pentru a trece direct de la două surse, vin la noi că atât crestele undelor sonore, creasta de un val si o alta depresie. Ca urmare a suprapunerii a doua valuri, sunetul este amplificat, este slăbit, care este perceput de ureche ca o bătaie de inimă. Acest efect se numește interferență în timp. Desigur, în realitate, mecanismul de interferență este mult mai complex, dar esența ei rămâne aceeași. efect apariția bătăilor este folosit la configurarea celor două tonuri muzicale la unison (de exemplu, la stabilirea chitara): Setarea este făcută atâta timp cât nu se mai bate sunt simțite.

val de sunet, atunci când cade pe interfața cu un alt mediu, poate fi reflectat din interfata, du-te la un mediu diferit, direcția de schimbare - refractă din interfața (acest fenomen se numește refracție), absorbită sau pentru a efectua mai multe dintre aceste acțiuni simultan. Gradul de absorbție și de reflecție depinde de proprietățile mass-media la interfața.

Energia undei sonore în timpul propagării sale absorbite de mediu. Acest efect se numește absorbția undelor sonore. Existența efectului cauzat de absorbția proceselor de transfer de căldură și interacțiunea intermoleculară în mediu. Foarte important, gradul de absorbție a energiei acustice depinde de proprietățile mediului (temperatură, presiune, densitate) și frecvența vibrațiilor sonore: Cu cât frecvența oscilațiilor acustice, mai imprastiere suferă în soundwave calea sa.

Este important de menționat, de asemenea, fenomenul de mișcare val într-un volum închis. esența, care este reflexia undelor sonore dintr-un spațiu închis pereți. Reflectarea vibrațiilor sonore pot influența în mare măsură percepția finală a sunetului - pentru a schimba culoarea, saturația, adâncimea. Astfel, sunetul venind dintr-o sursă situată într-o cameră închisă, lovind în mod repetat și cade pe pereții camerei, perceput de ascultător ca sunet, însoțit de un zumzet aparte. Această dronă se numește reverberație (din latinescul «reverbero» -. «Arunca"). efect de reverberație este foarte larg utilizat în zvukoobrabotke pentru a conferi proprietăți specifice și timbrul sunetului.

Capacitatea de a indoi în jurul valorii de obstacole - este o altă caracteristică cheie a undelor sonore, numită știință de difracție. Gradul de difracție depinde de raportul dintre lungimea unui val de sunet (frecvența) și mărimea elementului pe calea sa obstrucționare sau o gaură. În cazul în care dimensiunea obstacolelor este mult mai mare decât lungimea de undă, unda sonoră este reflectată de la ea. În cazul în care obstacole de dimensiuni comparabile cu lungimea de undă, sau sunt mai puțin decât, unda sonoră este diffracted.

Un alt efect din cauza mișcării valurilor, care nu poate uita - efectul de rezonanță. El este după cum urmează. Unda de sunet creat de o parte a corpului oscilant, care se extinde în spațiu, poate transfera energie către un alt corp de oscilație (rezonator), care absoarbe această energie începe să se clatine, și, de fapt, ea însăși devine o sursă de sunet. Având în vedere că unda de sunet original este amplificat, iar sunetul devine mai tare. Trebuie remarcat faptul că, în caz de rezonanță a energiei valurilor de sunet este consumat pentru a „vobulată“ a rezonatorului, care afectează, prin urmare, durata de sunet.

Efectul Doppler - unul mai interesant, ultima în lista noastră de efect asociat cu propagarea undelor sonore în spațiu. Efectul este că lungimea de undă variază în funcție de rata de schimbare în raport cu sursa de mișcare val ascultător. Cu cât un ascultător (senzor de înregistrare) se apropie de sursa de val, înregistrată lungimea de undă de ele devine mai mică, și vice-versa.

Acestea și alte evenimente sunt înregistrate și utilizate pe scară largă în multe domenii, cum ar fi acustica, zvukoobrabotka și radar.