Izvori zvuka zvučne vibracije zvuk. Zvučni talasi. Izvori zvuka. Karakteristike zvuka (Eryutkin E. S.)

Izvori zvuka. Zvučne vibracije

Čovek živi u svetu zvukova. Zvuk je za osobu izvor informacija. On upozorava ljude na opasnost. Zvuk u formi muzike, pjev ptica nam pruža zadovoljstvo. Uživamo slušajući osobu prijatnog glasa. Zvukovi su važni ne samo za ljude, već i za životinje, kojima dobro snimanje zvuka pomaže da prežive.

Zvuk - To su mehanički elastični talasi koji se šire u gasovima, tečnostima, čvrstim materijama.

Uzrok zvuka - vibracije (oscilacije) tijela, iako su te vibracije često nevidljive našim očima.

Izvori zvuka - fizička tijela, koji fluktuiraju, tj. drhti ili vibrirati sa frekvencijom
od 16 do 20.000 puta u sekundi. Tijelo koje vibrira može biti čvrsto, kao što je struna
ili Zemljina kora, gasoviti, na primjer, mlaz zraka u vjetru muzički instrumenti
ili tečnosti, kao što su talasi na vodi.

Volume

Jačina zvuka zavisi od amplitude vibracija u zvučnom talasu. Jedinica za jačinu zvuka je 1 Bel (u čast Alexandera Grahama Bella, izumitelja telefona). U praksi se glasnoća mjeri u decibelima (dB). 1 dB = 0,1B.

10 dB - šapat;

20-30 dB – norma buke u stambenim prostorijama;
50 dB– razgovor srednje jačine;
80 d B - buka motora kamiona koji radi;
130 dB- prag bola

Zvuk iznad 180 dB može čak uzrokovati pucanje bubne opne.

visoki zvuci predstavljeni visokofrekventnim talasima - na primjer, pjev ptica.

tihi zvuci su talasi niske frekvencije, kao što je zvuk motora velikog kamiona.

zvučni talasi

zvučni talasi To su elastični valovi koji uzrokuju osjećaj zvuka kod osobe.

Zvučni val može putovati na različite udaljenosti. Topovska paljba se čuje na 10-15 km, rzanje konja i lavež pasa - na 2-3 km, a šapat je samo nekoliko metara dalje. Ovi zvuci se prenose kroz vazduh. Ali ne samo vazduh može biti provodnik zvuka.

Prislonivši uho na šine, možete čuti buku voza koji se približava mnogo ranije i na većoj udaljenosti. To znači da metal provodi zvuk brže i bolje od zraka. Voda takođe dobro provodi zvuk. Zaronivši u vodu, jasno možete čuti kako kamenje kuca jedno o drugo, kako šljunak šušti tokom surfanja.

Svojstvo vode - da dobro provodi zvuk - široko se koristi za izviđanje na moru tokom rata, kao i za mjerenje morskih dubina.

Neophodan uslov za širenje zvučnih talasa je prisustvo materijalnog okruženja. U vakuumu se zvučni talasi ne šire, jer nema čestica koje prenose interakciju iz izvora vibracija.

Dakle, na Mjesecu, zbog odsustva atmosfere, vlada potpuna tišina. Čak ni pad meteorita na njegovu površinu posmatrač ne čuje.

Zvuk putuje različitim brzinama u svakom mediju.

brzina zvuka u vazduhu- približno 340 m/s.

Brzina zvuka u vodi- 1500 m/s.

Brzina zvuka u metalima, u čeliku- 5000 m/s.

U toplom vazduhu brzina zvuka je veća nego u hladnom, što dovodi do promene smera širenja zvuka.

VILJUŠKA

- Ovo U obliku slova metalna ploča , čiji krajevi mogu oscilirati nakon što ga udare.

Objavljeno viljuška za podešavanje Zvuk je vrlo slab i može se čuti samo na maloj udaljenosti.
Rezonator - drvena kutija, na koji se može pričvrstiti viljuška za podešavanje, služi za pojačavanje zvuka.
U ovom slučaju, emisija zvuka se javlja ne samo iz viljuške za podešavanje, već i sa površine rezonatora.
Međutim, trajanje zvuka viljuške za podešavanje na rezonatoru bit će kraće nego bez njega.

E X O

Glasan zvuk, koji se odbija od prepreka, vraća se na izvor zvuka nakon nekoliko trenutaka, a mi čujemo echo.

Množenjem brzine zvuka s vremenom proteklim od njegovog pojavljivanja do povratka, možete odrediti dvostruku udaljenost od izvora zvuka do barijere.
Ova metoda određivanja udaljenosti do objekata se koristi u eholokacija.

Neke životinje, na primjer slepi miševi,
koriste i fenomen refleksije zvuka, primjenjujući metodu eholokacije

Eholokacija se zasniva na svojstvu refleksije zvuka.

Zvuk - trčanje mehaničkog vola na i prenosi energiju.
Međutim, moć istovremenog razgovora svih ljudi na globus jedva više od snage jednog automobila "Moskvič"!

Ultrazvuk.

· Vibracije sa frekvencijama koje prelaze 20.000 Hz nazivaju se ultrazvukom. Ultrazvuk se široko koristi u nauci i tehnologiji.

Tečnost ključa kada prolazi kroz ultrazvučni talas (kavitacija). Ovo stvara hidraulički udar. Ultrazvuk može otkinuti komade od metalne površine i zdrobiti čvrste tvari. Tečnosti koje se ne mešaju mogu se mešati ultrazvukom. Ovako se pripremaju uljne emulzije. Pod dejstvom ultrazvuka dolazi do saponifikacije masti. Mašine za pranje veša su zasnovane na ovom principu.

· Široko korišten ultrazvuk u hidroakustici. Ultrazvuk visoka frekvencija Voda ih apsorbira vrlo slabo i mogu se proširiti na desetine kilometara. Ako na svom putu sretnu dno, santu leda ili neko drugo čvrsto tijelo, reflektiraju se i daju eho. velike snage. Na ovom principu se zasniva ultrazvučni eho sonder.

u metalu ultrazvuk razmazuje se gotovo bez upijanja. Metodom ultrazvučne lokacije moguće je otkriti najmanjih nedostataka unutar debelog komada.

Učinak drobljenja ultrazvuka koristi se za proizvodnju ultrazvučnih lemilica.

ultrazvučni talasi, poslani s broda, reflektiraju se od potopljenog objekta. Računar detektuje vrijeme pojavljivanja eha i određuje lokaciju objekta.

· Ultrazvuk se koristi u medicini i biologiji za eholokaciju, za otkrivanje i liječenje tumora i nekih defekata u tjelesnim tkivima, u hirurgiji i traumatologiji za disekciju mekih i koštanih tkiva pri raznim operacijama, za zavarivanje slomljenih kostiju, za destrukciju ćelija (ultrazvuk velike snage).

Infrazvuk i njegov uticaj na ljude.

Oscilacije sa frekvencijama ispod 16 Hz nazivaju se infrazvukom.

U prirodi se infrazvuk javlja zbog vrtložnog kretanja zraka u atmosferi ili kao rezultat sporih vibracija različitih tijela. Infrazvuk se odlikuje slabom apsorpcijom. Stoga se širi na velike udaljenosti. Ljudsko tijelo bolno reaguje na infracrveno zvučne vibracije. Kod vanjskih utjecaja uzrokovanih mehaničkom vibracijom ili zvučnim valom na frekvencijama od 4-8 Hz, osoba osjeća kretanje unutrašnje organe, na frekvenciji od 12 Hz - napad morske bolesti.

Najveći intenzitet infrazvučne vibracije stvaraju mašine i mehanizme sa velikim površinama koje rade niske frekvencije mehaničke vibracije(infrazvuk mehaničkog porijekla) ili turbulentni tokovi gasovi i tečnosti (infrazvuk aerodinamičkog ili hidrodinamičkog porekla).

Grana fizike koja se bavi zvučnim vibracijama se zove akustika.

Ljudsko uho je dizajnirano tako da vibracije frekvencije od 20 Hz do 20 kHz percipira kao zvuk. Niske frekvencije(zvuk iz bas bubnja ili orguljske cijevi) uho percipira kao bas note. Zvižduk ili škripa komaraca odgovara visokim frekvencijama. Oscilacije sa frekvencijom ispod 20 Hz nazivaju se infrazvuk, a frekvencijom preko 20 kHz - ultrazvuk.Čovjek ne čuje takve vibracije, ali postoje životinje koje prije potresa čuju infrazvuke koji dolaze iz zemljine kore. Čuvši ih, životinje napuštaju opasno područje.

U muzici odgovaraju akustične frekvencije ali tamo. Nota "la" glavne oktave (taster C) odgovara frekvenciji od 440 Hz. Nota "la" sledeće oktave odgovara frekvenciji od 880 Hz. I tako se sve ostale oktave razlikuju po frekvenciji tačno dva puta. Unutar svake oktave izdvaja se 6 tonova ili 12 polutonova. Svi ton ima frekvenciju od yf2~ 1.12 različita od frekvencije prethodnog tona, svaki poluton razlikuje se od prethodne u "$2. Vidimo da se svaka sljedeća frekvencija razlikuje od prethodne ne za nekoliko Hz, već za isti broj jednom. Takva skala se zove logaritamski, budući da će jednaka udaljenost između tonova biti tačno na logaritamskoj skali, gdje nije ucrtana sama vrijednost, već njen logaritam.

Ako zvuk odgovara jednoj frekvenciji v (ili sa = 2tcv), onda se naziva harmonijskim ili monohromatskim. Čisto harmonični zvuci su rijetki. Skoro uvijek, zvuk sadrži skup frekvencija, odnosno njegov spektar (vidi odjeljak 8 ovog poglavlja) je složen. Muzičke vibracije uvijek sadrže osnovni ton cco = 2n / T, gdje je T period, i skup prizvuka 2 (Oo, Zco 0, 4coo, itd. Skup prizvuka koji ukazuje na njihov intenzitet u muzici naziva se timbre. Različiti muzički instrumenti, različiti pjevači koji udaraju istu notu imaju različite tembre. To im daje različite boje.

Moguća je i mješavina ne-višestrukih frekvencija. U klasičnoj evropskoj muzici to se smatra disonantnim. Međutim, koristi se u modernoj muzici. Koristi se čak i sporo kretanje bilo koje frekvencije u smjeru povećanja ili smanjenja (ukulele).

U nemuzičkim zvucima moguća je bilo koja kombinacija frekvencija u spektru i njihova promjena u vremenu. Spektar takvih zvukova može biti neprekidan (vidjeti dio 8). Ako su intenziteti za sve frekvencije približno isti, onda se takav zvuk naziva "bijeli šum" (izraz je preuzet iz optike, gdje Bijela boja je ukupnost svih frekvencija).

Zvukovi ljudskog govora su veoma složeni. Imaju složen spektar koji se brzo mijenja tokom vremena kada izgovaraju jedan zvuk, riječ ili cijelu frazu. To daje govoru različite intonacije i akcente. Kao rezultat, moguće je razlikovati jednu osobu od druge po glasu, čak i ako izgovaraju iste riječi.

Zvuk je zvučni talas koji izaziva vibracije najsitnijih čestica vazduha, drugih gasova, kao i tečnih i čvrstih medija. Zvuk se može pojaviti samo tamo gdje postoji materija, bez obzira u kakvom se stanju materije nalazi. U vakuumu, gdje nema medija, zvuk se ne širi, jer nema čestica koje djeluju kao propagatori zvučnih valova. Na primjer, u svemiru. Zvuk se može modificirati, modificirati, pretvarajući se u druge oblike energije. Dakle, zvuk se pretvara u radio talase ili u električna energija, mogu se prenositi na daljinu i snimati na informativne medije.

Zvučni talas

Kretanja predmeta i tijela gotovo uvijek uzrokuju vibracije u okolini. Nije bitno da li je voda ili vazduh. U tom procesu, čestice medija, na koje se prenose vibracije tijela, također počinju oscilirati. Generišu se zvučni talasi. Štoviše, pokreti se izvode u smjerovima naprijed i nazad, progresivno zamjenjujući jedni druge. Zbog toga je zvučni talas uzdužan. Nikada u njemu nema poprečnog kretanja gore-dole.

Karakteristike zvučnih talasa

Kao i svaki fizički fenomen, oni imaju svoje vrijednosti, pomoću kojih možete opisati svojstva. Glavne karakteristike zvučnog talasa su njegova frekvencija i amplituda. Prva vrijednost pokazuje koliko se valova formira u sekundi. Drugi određuje jačinu talasa. Zvukovi niske frekvencije imaju niske frekvencijske vrijednosti i obrnuto. Frekvencija zvuka se mjeri u hercima, a ako prelazi 20.000 Hz, tada se javlja ultrazvuk. U prirodi i svijetu oko nas ima dovoljno primjera niskofrekventnih i visokofrekventnih zvukova. Cvrkut slavuja, šum grmljavine, huk planinske reke i drugo su različite frekvencije zvuka. Vrijednost amplitude vala direktno ovisi o tome koliko je zvuk glasan. Jačina zvuka se, zauzvrat, smanjuje kako se udaljavate od izvora zvuka. Shodno tome, amplituda je manja, što je talas udaljeniji od epicentra. Drugim riječima, amplituda zvučnog talasa opada sa udaljenosti od izvora zvuka.

Brzina zvuka

Ovaj indikator zvučnog vala direktno ovisi o prirodi medija u kojem se širi. Vlažnost i temperatura takođe igraju značajnu ulogu ovde. U sredini vremenskim uvjetima brzina zvuka je otprilike 340 metara u sekundi. U fizici postoji nešto kao što je nadzvučna brzina, koja je uvijek veća po vrijednosti od brzine zvuka. Ovo je brzina kojom se zvučni talasi šire kada se avion kreće. Zrakoplov putuje nadzvučnim brzinama i čak nadmašuje zvučne valove koje generira. Zbog postepenog povećanja pritiska iza aviona nastaje udarni zvučni val. Zanimljivo i malo ljudi zna mjernu jedinicu takve brzine. Zove se Mach. Mah 1 je jednak brzini zvuka. Ako se val kreće brzinom od 2 maha, tada putuje dvostruko brže od brzine zvuka.

Buke

AT Svakodnevni život ljudi postoje stalne buke. Nivo buke se mjeri u decibelima. Kretanje automobila, vjetar, šuštanje lišća, preplitanje ljudskih glasova i druge zvučne buke naši su svakodnevni saputnici. Ali ljudski slušni analizator ima sposobnost da se navikne na takve zvukove. Međutim, postoje i takve pojave s kojima se čak ni adaptivne sposobnosti ljudskog uha ne mogu nositi. Na primjer, buka veća od 120 dB može uzrokovati osjećaj bola. Najglasnija životinja je plavi kit. Kada proizvodi zvukove, može se čuti na udaljenosti većoj od 800 kilometara.

Echo

Kako nastaje eho? Ovdje je sve vrlo jednostavno. Zvučni val ima sposobnost odbijanja različite površine: od vode, od kamena, od zidova u praznoj prostoriji. Taj talas nam se vraća, pa čujemo sekundarni zvuk. Nije tako jasan kao originalni, jer se dio energije zvučnog vala raspršuje pri kretanju prema prepreci.

Eholokacija

Refleksija zvuka se koristi u različite praktične svrhe. Na primjer, eholokacija. Zasnovan je na činjenici da je uz pomoć ultrazvučnih valova moguće odrediti udaljenost do objekta od kojeg se ti valovi reflektiraju. Proračuni se vrše mjerenjem vremena za koje će ultrazvuk doći do mjesta i vratiti se nazad. Mnoge životinje imaju sposobnost eholokacije. Na primjer, šišmiši, delfini ga koriste za pronalaženje hrane. Eholokacija je našla još jednu primjenu u medicini. U studijama koje koriste ultrazvuk, formira se slika unutrašnjih organa osobe. Ova metoda se zasniva na činjenici da se ultrazvuk, došavši u medij koji nije zrak, vraća nazad, formirajući tako sliku.

Zvučni talasi u muzici

Zašto muzički instrumenti proizvode određene zvukove? Trzalice za gitaru, melodije klavira, niski tonovi bubnjeva i truba, šarmantan tanki glas flaute. Svi ovi i mnogi drugi zvuci nastaju zbog vibracija u zraku ili, drugim riječima, zbog pojave zvučnih valova. Ali zašto je zvuk muzičkih instrumenata tako raznolik? Ispostavilo se da to zavisi od nekoliko faktora. Prvi je oblik instrumenta, drugi je materijal od kojeg je napravljen.

Pogledajmo primjer žičanih instrumenata. One postaju izvor zvuka kada se žice dodirnu. Kao rezultat, počinju da osciliraju i šalju se na okruženje različite zvukove. Nizak zvuk bilo kog žičanog instrumenta je zbog veće debljine i dužine žice, kao i slabe njene napetosti. Nasuprot tome, što je žica jače istegnuta, što je tanja i kraća, to je zvuk koji se dobija kao rezultat sviranja veći.

Akcija mikrofona

Zasniva se na pretvaranju energije zvučnog talasa u električnu energiju. U ovom slučaju, jačina struje i priroda zvuka su u direktnoj proporciji. Unutar svakog mikrofona nalazi se tanka metalna ploča. Kada je izložen zvuku, počinje djelovati oscilatorna kretanja. Spirala na koju je ploča povezana također vibrira, što rezultira struja. Zašto se pojavljuje? To je zato što mikrofon takođe ima ugrađene magnete. Kada spirala vibrira između svojih polova, nastaje električna struja koja ide duž spirale, a zatim do zvučnog stupca (zvučnik) ili do opreme za snimanje na informacioni medij (na kasetu, disk, kompjuter). Inače, slična struktura ima mikrofon u telefonu. Ali kako mikrofoni rade na stacionarnom i mobilni telefon? Početna faza za njih je ista - zvuk ljudskog glasa prenosi svoje vibracije na ploču mikrofona, zatim sve ide po gore opisanom scenariju: spirala koja pri kretanju zatvara dva pola, stvara se struja. Šta je sledeće? Sa fiksnim telefonom sve je manje-više jasno - kao u mikrofonu, zvuk, pretvoren u električnu struju, prolazi kroz žice. A šta je sa mobitel ili, na primjer, sa voki-tokijem? U tim slučajevima, zvuk se pretvara u radiotalasnu energiju i udara u satelit. To je sve.

Fenomen rezonancije

Ponekad se takvi uvjeti stvaraju kada se amplituda oscilacija fizičkog tijela naglo poveća. To je zbog konvergencije vrijednosti frekvencije prisilnih oscilacija i prirodne frekvencije oscilacija objekta (tijela). Rezonancija može biti i korisna i štetna. Na primjer, da bi se automobil izvukao iz rupe, on se pokreće i gura naprijed-nazad kako bi se izazvala rezonanca i dalo automobilu zamah. Ali bilo je slučajeva negativne posljedice rezonancija. Na primjer, u Sankt Peterburgu, prije stotinjak godina, srušio se most pod sinkroniziranim marširajućim vojnicima.

Izvori zvuka. Zvučne vibracije

Čovek živi u svetu zvukova. Zvuk je za osobu izvor informacija. On upozorava ljude na opasnost. Zvuk u formi muzike, pjev ptica nam pruža zadovoljstvo. Drago nam je da čujemo osobu prijatnog glasa. Zvukovi su važni ne samo za ljude, već i za životinje, kojima dobro snimanje zvuka pomaže da prežive.

Zvuksu mehanički elastični talasi koji se šire u gasovima, tečnostima, čvrstim materijama, koji su nevidljivi, ali ih percipira ljudsko uho (val utiče na bubnu opnu). Zvučni talas je longitudinalni talas kompresije i razrjeđivanja.

Uzrok zvuka- vibracije (oscilacije) tijela, iako su te vibracije često nevidljive našim očima.

VILJUŠKA- Ovo Metalna ploča u obliku slova U, čiji krajevi mogu oscilirati nakon što ga udare. Objavljeno viljuška za podešavanje Zvuk je vrlo slab i može se čuti samo na maloj udaljenosti. Rezonator- drvena kutija na koju se može pričvrstiti viljuška za podešavanje, služi za pojačavanje zvuka. U ovom slučaju, emisija zvuka se javlja ne samo iz viljuške za podešavanje, već i sa površine rezonatora. Međutim, trajanje zvuka viljuške za podešavanje na rezonatoru bit će kraće nego bez njega.

Ako stvorimo vakuum, hoćemo li moći razlikovati zvukove? Robert Boyle postavio je sat u 1660 staklena posuda. Kada je ispumpao vazduh, nije čuo nikakav zvuk. Iskustvo to dokazuje potreban je medij za propagiranje zvuka.

Zvuk se također može širiti u tekućim i čvrstim medijima. Pod vodom se jasno mogu čuti udarci kamenja. Stavimo sat na jedan kraj drvena ploča. Stavljanjem uha na drugi kraj jasno možete čuti otkucaje sata.

Izvor zvuka je nužno oscilirajuće tijelo. Na primjer, žica na gitari ne zvuči u svom normalnom stanju, ali čim je natjeramo da oscilira, javlja se zvučni val.

Međutim, iskustvo pokazuje da nije svako tijelo koje vibrira izvor zvuka. Na primjer, uteg okačen na konac ne proizvodi zvuk. Izvori zvuka- fizička tijela koja osciliraju, tj. drhte ili vibriraju frekvencijom od 16 do 20.000 puta u sekundi. Takvi talasi se nazivaju zvuk.Tijelo koje vibrira može biti čvrsto, kao što je struna ili zemljina kora, plinovito, kao što je mlaz zraka u duvačkim muzičkim instrumentima, ili tečno, kao što su valovi na vodi.

Oscilacije sa frekvencijom manjom od 16 Hz nazivaju se infrazvuk. Oscilacije sa frekvencijom većom od 20.000 Hz nazivaju se ultrazvuk.

Zvučni talas(zvučne vibracije) su mehaničke vibracije molekula tvari (na primjer, zraka) koje se prenose u svemiru. Zamislimo kako se zvučni talasi šire u svemiru. Kao rezultat nekih perturbacija (na primjer, kao rezultat vibracija membrane zvučnika ili žice gitare) koje uzrokuju kretanje i vibracije zraka u određenoj tački prostora, na ovom mjestu dolazi do pada tlaka, jer je zrak komprimiran u procesu kretanja, što rezultira nadpritisak gurajući okolne slojeve vazduha. Ovi slojevi se sabijaju, što opet stvara višak pritiska, utičući na susjedne slojeve zraka. Dakle, kao duž lanca, početna perturbacija u prostoru se prenosi s jedne tačke na drugu. Ovaj proces opisuje mehanizam širenja zvučnog talasa u prostoru. Tijelo koje stvara smetnje (vibraciju) zraka naziva se izvor zvuka.

Poznat koncept za sve nas zvuk" označava samo skup zvučnih vibracija koje opaža ljudski slušni aparat. O tome koje vibracije osoba percipira, a koje ne, govorit ćemo kasnije.

Karakteristike zvuka.

Zvučne vibracije, kao i sve vibracije uopšte, kao što je poznato iz fizike, karakterišu amplituda (intenzitet), frekvencija i faza.

Zvučni val može putovati na različite udaljenosti. Topovska paljba se čuje na 10-15 km, rzanje konja i lavež pasa - na 2-3 km, a šapat je samo nekoliko metara dalje. Ovi zvuci se prenose kroz vazduh. Ali ne samo vazduh može biti provodnik zvuka.

Prislonivši uho na šine, možete čuti buku voza koji se približava mnogo ranije i na većoj udaljenosti. To znači da metal provodi zvuk brže i bolje od zraka. Voda takođe dobro provodi zvuk. Zaronivši u vodu, jasno možete čuti kako kamenje kuca jedno o drugo, kako šljunak šušti tokom surfanja.

Svojstvo vode - da dobro provodi zvuk - široko se koristi za izviđanje na moru tokom rata, kao i za mjerenje morskih dubina.

Neophodan uslov za širenje zvučnih talasa je prisustvo materijalnog okruženja. U vakuumu se zvučni talasi ne šire, jer nema čestica koje prenose interakciju iz izvora vibracija.

Dakle, na Mjesecu, zbog odsustva atmosfere, vlada potpuna tišina. Čak ni pad meteorita na njegovu površinu posmatrač ne čuje.

Što se tiče zvučnih valova, vrlo je važno spomenuti takvu karakteristiku kao što je brzina širenja.

Zvuk putuje različitim brzinama u svakom mediju.

Brzina zvuka u vazduhu je približno 340 m/s.

Brzina zvuka u vodi je 1500 m/s.

Brzina zvuka u metalima, u čeliku je 5000 m/s.

U toplom vazduhu brzina zvuka je veća nego u hladnom, što dovodi do promene smera širenja zvuka.

Visina, ton i jačina zvuka

Zvukovi su različiti. Za karakterizaciju zvuka uvode se posebne veličine: glasnoća, visina i tembar zvuka.

Jačina zvuka zavisi od amplitude oscilacija: što je veća amplituda oscilacija, to je zvuk glasniji. Osim toga, percepcija glasnoće zvuka od strane našeg uha ovisi o frekvenciji vibracija u zvučnom valu. Valovi viših frekvencija se percipiraju kao glasniji.

Jedinica za jačinu zvuka je 1 Bel (u čast Alexandera Grahama Bella, izumitelja telefona). Jačina zvuka je 1 B ako je njegova snaga 10 puta veća od praga čujnosti.

U praksi se glasnoća mjeri u decibelima (dB).

1 dB = 0,1B. 10 dB - šapat; 20–30 dB - standard buke u stambenim prostorijama;

50 dB - razgovor srednje jačine;

70 dB - buka pisaće mašine;

80 dB - buka motora kamiona koji radi;

120 dB - buka radnog traktora na udaljenosti od 1 m

130 dB - prag boli.

Zvuk iznad 180 dB može čak uzrokovati pucanje bubne opne.

frekvencija zvuka Ugaoni talas određuje visinu tona. Što je veća frekvencija vibracije izvora zvuka, to je jači zvuk koji on proizvodi. Ljudski glasovi su podijeljeni u nekoliko raspona prema njihovoj visini.

Zvuci iz razlicitih x izvora je skup harmonijskih oscilacija različitih frekvencija. Većina komponentiposljednji period (najniža frekvencija) naziva se osnovni ton. Ostale komponente zvuka su prizvuci. Skup ovih komponenti stvara bojuku, tembar zvuka. Ukupnost prizvuka u glasovima različitih ljudi je barem malo, ali različita,ovo definiše ton th voice.

Prema legendi, Pitago p all raspoređeni muzički zvuci u nizu, lomljenjeovaj niz na dijelove - oktave, - i

oktava - na 12 dijelova (7 glavnihnovo i 5 polutonova). Ukupno ima 10 oktava, obično se koristi 7-8 oktava za izvođenje muzičkih djela. Zvukovi sa frekvencijom većom od 3000 Hz se ne koriste kao muzički tonovi, previše su oštri i prodorni.

Ima mnogo toga oko nas izvori zvuka: muzički i tehnički instrumenti, ljudske glasne žice, morski valovi, vjetar i dr. zvuk, ili na neki drugi način zvučni talasi- to su mehaničke vibracije medija sa frekvencijama od 16 Hz - 20 kHz(vidi § 11-a).

Uzmite u obzir iskustvo. Postavljanjem budilnika na jastuk ispod zvona vazdušna pumpa, primijetit ćemo: kucanje će postati tiše, ali će se i dalje čuti. Nakon što smo ispumpali vazduh ispod zvona, uopšte ćemo prestati da čujemo zvuk. Ovo iskustvo potvrđuje da se zvuk širi kroz vazduh, a ne u vakuumu.

Brzina zvuka u vazduhu je relativno velika: kreće se u rasponu od 300 m/s na –50°S do 360 m/s na +50°S. To je 1,5 puta više od brzine putničkog aviona. Zvuk putuje mnogo brže u tečnostima i unutra čvrste materije- čak i brže. U čeličnoj šini, na primjer, brzina zvuka je » 5000 m/s.

Pogledajte grafikone fluktuacija vazdušnog pritiska na ustima osobe koja peva glasove "A" i "O". Kao što možete vidjeti, oscilacije su složene, sastoje se od nekoliko oscilacija koje su jedna na drugu. Istovremeno, jasno vidljivo osnovne fluktuacije,čija je frekvencija gotovo nezavisna od izgovorenog zvuka. Za muški glas, to je otprilike 200 Hz, za ženski - 300 Hz.

l max = 360 m/s: 200 Hz » 2 m, l min = 300 m/s: 300 Hz » 1 m.

Dakle, dužina zvučnog talasa glasa zavisi od temperature vazduha i osnovne frekvencije glasa. Sjećajući se našeg znanja o difrakciji, shvatit ćemo zašto se glasovi ljudi čuju u šumi, čak i ako ih ometa drveće: zvuci s valnim dužinama od 1-2 m lako se savijaju oko stabala drveća čija su promjera manja od metra.

Uradimo eksperiment koji potvrđuje da su izvori zvuka zaista oscilirajuća tijela.

Uzmimo uređaj viljuška- metalna praćka postavljena na kutiju bez prednjeg zida radi boljeg zračenja zvučnih talasa. Ako čekićem udarite po krajevima viljuške radiona, ispustit će se "čist" zvuk tzv. muzički ton(na primjer, nota "la" prve oktave sa frekvencijom od 440 Hz). Pomaknimo zvučnu viljušku na laganu kuglicu na niti i ona će odmah odskočiti u stranu. To se događa upravo zbog čestih fluktuacija krajeva praćke viljuške.

Razlozi o kojima ovisi frekvencija vibracija tijela su njegova elastičnost i veličina.Što je veća veličina tijela, to je niža frekvencija. Stoga, na primjer, slonovi s velikim glasnim žicama emituju zvukove niske frekvencije (bas), a miševi, čije su glasne žice mnogo manje, emituju zvukove visoke frekvencije (škripanje).

Ne samo kako će tijelo zvučati, već i kako će uhvatiti zvukove i reagirati na njih ovisi o elastičnosti i veličini. Fenomen naglog povećanja amplitude oscilacija kada se frekvencija vanjskog utjecaja poklapa sa prirodnom frekvencijom tijela naziva se rezonancija (lat. “razumno” - odgovaram). Napravimo eksperiment da uočimo rezonanciju.

Postavimo dvije identične viljuške jednu pored druge, okrećući ih jednu prema drugoj na onim stranama kutija gdje nema zidova. Udarite čekićem u lijevu viljušku. U sekundi ćemo ga prigušiti rukom. Čućemo da se oglasi drugi kamerton, u koji nismo udarili. Kažu da je prava viljuška za podešavanje rezonira odnosno hvata energiju zvučnih valova iz lijevog kamertona, zbog čega povećava amplitudu vlastitih oscilacija.