Fontes de som: vibrações sonoras, som. Ondas sonoras. Fontes sonoras. Características sonoras (Eryutkin E.S.)

Fontes sonoras. Vibrações sonoras

O homem vive em um mundo de sons. O som para os humanos é uma fonte de informação. Ele alerta as pessoas sobre o perigo. O som em forma de música, o canto dos pássaros nos dá prazer. Gostamos de ouvir uma pessoa com uma voz agradável. Os sons são importantes não apenas para os humanos, mas também para os animais, para os quais uma boa detecção de sons os ajuda a sobreviver.

Som – são ondas elásticas mecânicas que se propagam em gases, líquidos e sólidos.

Razão do som - vibração (oscilações) dos corpos, embora essas vibrações sejam muitas vezes invisíveis aos nossos olhos.

Fontes de som - corpos físicos, que flutuam, ou seja, tremer ou vibrar em uma frequência
de 16 a 20.000 vezes por segundo. O corpo vibrante pode ser sólido, por exemplo, uma corda
ou crosta da terrra, gasoso, por exemplo, uma corrente de ar em instrumentos de sopro instrumentos musicais
ou líquido, por exemplo, ondas na água.

Volume

A intensidade depende da amplitude das vibrações na onda sonora. A unidade de volume do som é 1 Bel (em homenagem a Alexander Graham Bell, o inventor do telefone). Na prática, o volume é medido em decibéis (dB). 1 dB = 0,1B.

10dB - sussurrar;

20–30dB – padrões de ruído em instalações residenciais;
50dB– conversa em volume médio;
80 dias B – o ruído do motor de um caminhão em funcionamento;
130dB- limite da dor

Som mais alto que 180 dB pode até causar ruptura do tímpano.

Sons altos representado por ondas de alta frequência - por exemplo, o canto dos pássaros.

Sons baixos São ondas de baixa frequência, como o som do motor de um grande caminhão.

Ondas sonoras

Ondas sonoras- São ondas elásticas que fazem com que a pessoa sinta o som.

Uma onda sonora pode percorrer uma grande variedade de distâncias. Tiros podem ser ouvidos por 10-15 km, relinchos de cavalos e latidos de cães - por 2-3 km, e sussurros por apenas alguns metros. Esses sons são transmitidos pelo ar. Mas não só o ar pode ser condutor de som.

Ao colocar o ouvido nos trilhos, você poderá ouvir o som de um trem se aproximando muito mais cedo e a uma distância maior. Isso significa que o metal conduz o som mais rápido e melhor que o ar. A água também conduz bem o som. Depois de mergulhar na água, você pode ouvir claramente as pedras batendo umas nas outras, o barulho dos seixos durante as ondas.

A propriedade da água - conduz bem o som - é amplamente utilizada para reconhecimento no mar durante a guerra, bem como para medir a profundidade do mar.

Uma condição necessária para a propagação das ondas sonoras é a presença de um meio material. No vácuo, as ondas sonoras não se propagam, pois ali não existem partículas que transmitam a interação da fonte de vibrações.

Portanto, devido à falta de atmosfera, reina o silêncio total na Lua. Mesmo a queda de um meteorito em sua superfície não é audível para o observador.

Em cada meio, o som viaja em velocidades diferentes.

Velocidade do som no ar- aproximadamente 340 m/s.

Velocidade do som na água- 1500m/s.

Velocidade do som em metais, aço- 5000m/s.

No ar quente, a velocidade do som é maior do que no ar frio, o que leva a uma mudança na direção de propagação do som.

GARFO

- Esse Em forma de U prato de metal , cujas extremidades podem vibrar após serem atingidas.

Publicados diapasão o som é muito fraco e só pode ser ouvido a uma curta distância.
Ressonador - Caixa de madeira, no qual pode ser acoplado um diapasão, serve para amplificar o som.
Neste caso, a emissão sonora ocorre não apenas pelo diapasão, mas também pela superfície do ressonador.
No entanto, a duração do som de um diapasão em um ressonador será mais curta do que sem ele.

E X O

Um som alto, refletido nos obstáculos, retorna à fonte do som após alguns momentos, e ouvimos eco.

Multiplicando a velocidade do som pelo tempo decorrido desde sua origem até seu retorno, você pode determinar o dobro da distância da fonte sonora ao obstáculo.
Este método para determinar a distância aos objetos é usado em ecolocalização.

Alguns animais, por exemplo os morcegos,
também use o fenômeno de reflexão sonora usando o método de ecolocalização

A ecolocalização é baseada na propriedade de reflexão sonora.

Som - onda mecânica em execução sobre e transfere energia.
No entanto, o poder de todas as pessoas falando simultaneamente globo pouco mais do que a potência de um carro Moskvich!

Ultrassom.

· Vibrações com frequências superiores a 20.000 Hz são chamadas de ultrassom. O ultrassom é amplamente utilizado em ciência e tecnologia.

· O líquido ferve quando uma onda ultrassônica passa (cavitação). Neste caso, ocorre o golpe de aríete. Os ultrassons podem arrancar pedaços da superfície do metal e esmagar sólidos. O ultrassom pode ser usado para misturar líquidos imiscíveis. É assim que as emulsões em óleo são preparadas. Sob a influência do ultrassom, ocorre saponificação das gorduras. Os dispositivos de lavagem são projetados com base neste princípio.

· Amplamente utilizado ultrassom em hidroacústica. Ultrassonografias alta frequência são absorvidos pela água de forma muito fraca e podem se espalhar por dezenas de quilômetros. Se encontrarem o fundo, um iceberg ou outro corpo sólido em seu caminho, eles serão refletidos e emitirão um eco alto poder. Um ecobatímetro ultrassônico é projetado com base neste princípio.

Em metal ultrassom espalha-se praticamente sem absorção. Usando o método de localização ultrassônica, é possível detectar os menores defeitos as peças internas são grossas.

· O efeito esmagador do ultrassom é utilizado na fabricação de ferros de solda ultrassônicos.

Ondas ultrassônicas, enviados do navio, são refletidos no objeto afundado. O computador detecta o momento em que o eco aparece e determina a localização do objeto.

· O ultrassom é usado em medicina e biologia para ecolocalização, para identificação e tratamento de tumores e alguns defeitos em tecidos corporais, em cirurgia e traumatologia para corte de tecidos moles e ósseos durante diversas operações, para soldagem de ossos quebrados, para destruição de células (ultrassom de alta potência).

Infra-som e seu impacto nos seres humanos.

Vibrações com frequências abaixo de 16 Hz são chamadas de infra-som.

Na natureza, o infra-som ocorre devido ao movimento vórtice do ar na atmosfera ou como resultado de vibrações lentas de vários corpos. O infra-som é caracterizado por fraca absorção. Portanto, ele se espalha por longas distâncias. O corpo humano reage dolorosamente ao infravermelho vibrações sonoras. Sob influências externas causadas por vibrações mecânicas ou ondas sonoras em frequências de 4 a 8 Hz, uma pessoa sente movimento órgãos internos, a uma frequência de 12 Hz - um ataque de enjôo.

· Maior intensidade vibrações infra-sônicas criar máquinas e mecanismos que tenham grandes superfícies que executem baixas frequências vibrações mecânicas(infra-som de origem mecânica) ou fluxos turbulentos gases e líquidos (infrassons de origem aerodinâmica ou hidrodinâmica).

O ramo da física que trata das vibrações sonoras é chamado acústica.

O ouvido humano é projetado de forma a perceber vibrações com frequência de 20 Hz a 20 kHz como som. Baixas frequências(o som de um bumbo ou tubo de órgão) são percebidos pelo ouvido como notas graves. O apito ou guincho de um mosquito corresponde a altas frequências. Oscilações com frequência abaixo de 20 Hz são chamadas infra-som, e com frequência acima de 20 kHz - ultrassom. Os humanos não conseguem ouvir tais vibrações, mas há animais que ouvem infra-sons que emanam da crosta terrestre antes de um terremoto. Ao ouvi-los, os animais saem da área perigosa.

Na música, as frequências acústicas correspondem a mas lá. A nota “A” da oitava principal (tecla C) corresponde a uma frequência de 440 Hz. A nota “Lá” da próxima oitava corresponde a uma frequência de 880 Hz. E assim todas as outras oitavas diferem em frequência exatamente duas vezes. Dentro de cada oitava existem 6 tons ou 12 semitons. Todo tom tem uma frequência de yf2~ 1,12 diferente da frequência do tom anterior, cada semitom difere da anterior em "$2. Vemos que cada frequência subsequente difere da anterior não em alguns Hz, mas em mesmo número uma vez. Essa escala é chamada logarítmico já que a distância igual entre os tons estará justamente em uma escala logarítmica, onde não é o valor em si que é traçado, mas sim o seu logaritmo.

Se o som corresponder a uma frequência v (ou com = 2tcv), então é chamado de harmônico ou monocromático. Sons puramente harmônicos são raros. Quase sempre, o som contém um conjunto de frequências, ou seja, o seu espectro (ver Secção 8 deste capítulo) é complexo. As vibrações musicais sempre contêm um tom fundamental sso = 2i/T, onde T é o período, e um conjunto de harmônicos 2(Oo, 3so 0, 4coo, etc. Um conjunto de harmônicos com indicação de suas intensidades na música é chamado timbre. Diferentes instrumentos musicais, diferentes cantores tocando a mesma nota, possuem timbres diferentes. Isso lhes dá cores diferentes.

Uma mistura de frequências não múltiplas também é possível. Na música clássica europeia isto é considerado dissonante. No entanto, a música moderna usa isso. Até mesmo o movimento lento de qualquer frequência no sentido de aumentar ou diminuir é usado (ukulele).

Em sons não musicais, qualquer combinação de frequências no espectro e suas mudanças ao longo do tempo são possíveis. O espectro de tais sons pode ser contínuo (ver Seção 8). Se as intensidades para todas as frequências forem aproximadamente as mesmas, então esse som é chamado de “ruído branco” (um termo retirado da óptica, onde cor branca- a totalidade de todas as frequências).

Os sons da fala humana são muito complexos. Eles têm um espectro complexo que muda rapidamente ao longo do tempo ao pronunciar um som, uma palavra ou uma frase inteira. Isso dá aos sons da fala diferentes entonações e sotaques. Com isso, é possível distinguir uma pessoa da outra pela voz, mesmo que pronunciem as mesmas palavras.

O som são ondas sonoras que causam vibrações de pequenas partículas de ar, outros gases e meios líquidos e sólidos. O som só pode surgir onde existe uma substância, não importa em que estado de agregação ela se encontre. Em condições de vácuo, onde não existe meio, o som não se propaga, pois não existem partículas que atuem como distribuidoras das ondas sonoras. Por exemplo, no espaço. O som pode ser modificado, alterado, transformando-se em outras formas de energia. Assim, o som convertido em ondas de rádio ou energia elétrica, pode ser transmitido à distância e registrado em suportes de informação.

Onda sonora

Os movimentos de objetos e corpos quase sempre provocam flutuações no ambiente. Não importa se é água ou ar. Durante esse processo, as partículas do meio ao qual são transmitidas as vibrações do corpo também começam a vibrar. Surgem ondas sonoras. Além disso, os movimentos são realizados nas direções para frente e para trás, substituindo-se progressivamente. Portanto, a onda sonora é longitudinal. Nunca há qualquer movimento lateral para cima e para baixo nele.

Características das ondas sonoras

Como qualquer fenômeno físico, eles possuem quantidades próprias, com a ajuda das quais as propriedades podem ser descritas. As principais características de uma onda sonora são sua frequência e amplitude. O primeiro valor mostra quantas ondas são formadas por segundo. O segundo determina a força da onda. Sons de baixa frequência têm valores de baixa frequência e vice-versa. A frequência do som é medida em Hertz e, se exceder 20.000 Hz, ocorre o ultrassom. Existem muitos exemplos de sons de baixa e alta frequência na natureza e no mundo que nos rodeia. O chilrear de um rouxinol, o estrondo de um trovão, o rugido de um rio de montanha e outros são frequências sonoras diferentes. A amplitude da onda depende diretamente de quão alto é o som. O volume, por sua vez, diminui com a distância da fonte sonora. Conseqüentemente, quanto mais longe a onda estiver do epicentro, menor será a amplitude. Em outras palavras, a amplitude de uma onda sonora diminui com a distância da fonte sonora.

Velocidade do som

Este indicador de uma onda sonora depende diretamente da natureza do meio em que ela se propaga. Tanto a umidade quanto a temperatura do ar desempenham um papel significativo aqui. No meio condições do tempo A velocidade do som é de aproximadamente 340 metros por segundo. Na física, existe a velocidade supersônica, que é sempre maior que a velocidade do som. Esta é a velocidade com que as ondas sonoras viajam quando uma aeronave se move. O avião se move em velocidade supersônica e até ultrapassa as ondas sonoras que cria. Devido à pressão aumentar gradualmente atrás da aeronave, uma onda sonora de choque é formada. A unidade de medida dessa velocidade é interessante e poucas pessoas a conhecem. Chama-se Mach. Mach 1 é igual à velocidade do som. Se uma onda viaja a Mach 2, ela viaja duas vezes mais rápido que a velocidade do som.

Ruídos

EM Vida cotidiana pessoa há ruídos constantes. O nível de ruído é medido em decibéis. O movimento dos carros, o vento, o farfalhar das folhas, o entrelaçamento das vozes das pessoas e outros ruídos sonoros são nossos companheiros diários. Mas o analisador auditivo humano tem a capacidade de se acostumar com esse tipo de ruído. No entanto, também existem fenômenos que nem mesmo as habilidades adaptativas do ouvido humano conseguem enfrentar. Por exemplo, ruído superior a 120 dB pode causar dor. O animal mais barulhento é a baleia azul. Quando emite sons, pode ser ouvido a mais de 800 quilômetros de distância.

Eco

Como ocorre um eco? Tudo é muito simples aqui. Uma onda sonora tem a capacidade de ser refletida superfícies diferentes: da água, das pedras, das paredes de uma sala vazia. Essa onda retorna para nós, então ouvimos um som secundário. Não é tão claro quanto o original porque parte da energia da onda sonora é dissipada à medida que ela se desloca em direção ao obstáculo.

Ecolocalização

A reflexão sonora é usada para vários fins práticos. Por exemplo, ecolocalização. Baseia-se no fato de que com a ajuda de ondas ultrassônicas é possível determinar a distância até o objeto a partir do qual essas ondas são refletidas. Os cálculos são feitos medindo o tempo que o ultrassom leva para chegar a um local e retornar. Muitos animais têm a capacidade de ecolocalização. Por exemplo, morcegos e golfinhos utilizam-no para procurar comida. A ecolocalização encontrou outra aplicação na medicina. Durante os exames de ultrassom, é formada uma imagem dos órgãos internos de uma pessoa. A base desse método é que o ultrassom, entrando em um meio diferente do ar, retorna, formando uma imagem.

Ondas sonoras na música

Por que os instrumentos musicais emitem certos sons? Dedilhado de guitarra, dedilhado de piano, tons baixos de tambores e trompetes, a encantadora voz fina de uma flauta. Todos esses e muitos outros sons surgem devido às vibrações do ar ou, em outras palavras, ao aparecimento de ondas sonoras. Mas por que o som dos instrumentos musicais é tão diversificado? Acontece que isso depende de vários fatores. O primeiro é o formato da ferramenta, o segundo é o material do qual ela é feita.

Vejamos isso usando instrumentos de corda como exemplo. Eles se tornam uma fonte de som quando as cordas são tocadas. Como resultado, eles começam a oscilar e enviar ambiente sons diferentes. O som grave de qualquer instrumento de cordas se deve à maior espessura e comprimento da corda, bem como à fraqueza de sua tensão. E vice-versa, quanto mais esticada a corda é esticada, mais fina e curta ela é, mais alto é o som obtido ao tocar.

Ação do microfone

Baseia-se na conversão da energia das ondas sonoras em energia elétrica. Neste caso, a força da corrente e a natureza do som dependem diretamente. Dentro de qualquer microfone existe uma placa fina de metal. Quando exposto ao som, ele começa a funcionar movimentos oscilatórios. A espiral à qual a placa está conectada também vibra, resultando em eletricidade. Por que ele aparece? Isso ocorre porque o microfone também possui ímãs integrados. Quando a espiral oscila entre seus pólos, é gerada uma corrente elétrica que segue ao longo da espiral e depois para uma coluna de som (alto-falante) ou para um equipamento de gravação em meio de informação (cassete, disco, computador). Aliás, o microfone do telefone tem uma estrutura semelhante. Mas como funcionam os microfones em telefones fixos e celular? A fase inicial é a mesma para eles - o som da voz humana transmite suas vibrações para a placa do microfone, depois tudo segue o cenário descrito acima: uma espiral, que, ao se mover, fecha dois pólos, cria-se uma corrente. Qual é o próximo? No telefone fixo tudo fica mais ou menos claro - assim como no microfone, o som, convertido em corrente elétrica, percorre os fios. Mas e quanto celular ou, por exemplo, com um walkie-talkie? Nestes casos, o som é convertido em energia de ondas de rádio e atinge o satélite. Isso é tudo.

Fenômeno de ressonância

Às vezes, são criadas condições quando a amplitude das vibrações do corpo físico aumenta acentuadamente. Isso ocorre devido à convergência dos valores da frequência das oscilações forçadas e da frequência natural das oscilações do objeto (corpo). A ressonância pode ser benéfica e prejudicial. Por exemplo, para tirar um carro de um buraco, ele é ligado e empurrado para frente e para trás para causar ressonância e dar inércia ao carro. Mas também houve casos consequências negativas ressonância. Por exemplo, em São Petersburgo, há cerca de cem anos, uma ponte desabou sob o comando de soldados que marchavam em uníssono.

Fontes sonoras. Vibrações sonoras

O homem vive em um mundo de sons. O som para os humanos é uma fonte de informação. Ele alerta as pessoas sobre o perigo. O som em forma de música, o canto dos pássaros nos dá prazer. Temos o prazer de ouvir uma pessoa com uma voz agradável. Os sons são importantes não apenas para os humanos, mas também para os animais, para os quais uma boa detecção de sons os ajuda a sobreviver.

Som– são ondas elásticas mecânicas que se propagam em gases, líquidos, sólidos, que são invisíveis, mas percebidos pelo ouvido humano (a onda atinge o tímpano). A onda sonora é onda longitudinal compressão e rarefação.

Razão do som- vibração (oscilações) dos corpos, embora essas vibrações sejam muitas vezes invisíveis aos nossos olhos.

GARFO- Esse Placa metálica em forma de U, cujas extremidades podem vibrar após serem atingidas. Publicados diapasão o som é muito fraco e só pode ser ouvido a uma curta distância. Ressonador- uma caixa de madeira na qual pode ser fixado um diapasão serve para amplificar o som. Neste caso, a emissão sonora ocorre não apenas pelo diapasão, mas também pela superfície do ressonador. No entanto, a duração do som de um diapasão em um ressonador será mais curta do que sem ele.

Se criarmos um vácuo, seremos capazes de distinguir sons? Robert Boyle em 1660 colocou o relógio em recipiente de vidro. Depois de bombear o ar, ele não ouviu nenhum som. A experiência prova que é necessário um meio para que o som se propague.

O som também pode viajar através de meios líquidos e sólidos. Os impactos das pedras podem ser ouvidos claramente debaixo d'água. Vamos colocar o relógio em uma extremidade tábua de madeira. Ao colocar o ouvido na outra extremidade, você pode ouvir claramente o tique-taque do relógio.

A fonte do som são necessariamente corpos oscilantes. Por exemplo, uma corda de um violão não soa em seu estado normal, mas assim que a fazemos vibrar, surge uma onda sonora.

No entanto, a experiência mostra que nem todo corpo oscilante é fonte de som. Por exemplo, um peso suspenso por um fio não emite som. Fontes de som- corpos físicos que vibram, ou seja, tremer ou vibrar a uma frequência de 16 a 20.000 vezes por segundo. Tais ondas são chamadas som.O corpo vibrante pode ser sólido, por exemplo, uma corda ou a crosta terrestre, gasoso, por exemplo, uma corrente de ar em um instrumento musical de sopro, ou líquido, por exemplo, ondas na água.

Oscilações com frequência inferior a 16 Hz são chamadas infra-som. Oscilações com frequência superior a 20.000 Hz são chamadas ultrassom.

Onda sonora(vibrações sonoras) são vibrações mecânicas de moléculas de uma substância (por exemplo, ar) transmitidas no espaço. Vamos imaginar como as ondas sonoras se propagam no espaço. Como resultado de alguns distúrbios (por exemplo, como resultado de vibrações de um difusor de alto-falante ou de uma corda de violão), causando movimento e vibrações do ar em um determinado ponto do espaço, ocorre uma queda de pressão neste local, pois o ar é comprimido durante o movimento, resultando em sobrepressão, empurrando as camadas circundantes de ar. Essas camadas são comprimidas, o que por sua vez cria novamente um excesso de pressão, afetando as camadas vizinhas de ar. Assim, como se fosse uma cadeia, a perturbação inicial no espaço é transmitida de um ponto a outro. Este processo descreve o mecanismo de propagação de uma onda sonora no espaço. Um corpo que cria perturbações (oscilações) no ar é chamado fonte sonora.

O conceito familiar a todos nós é “ som" significa apenas um conjunto de vibrações sonoras percebidas pelo aparelho auditivo humano. Falaremos mais tarde sobre quais vibrações uma pessoa percebe e quais não.

Características sonoras.

As vibrações sonoras, assim como todas as vibrações em geral, como se sabe da física, são caracterizadas por amplitude (intensidade), frequência e fase.

Uma onda sonora pode percorrer uma grande variedade de distâncias. Tiros podem ser ouvidos por 10-15 km, relinchos de cavalos e latidos de cães - por 2-3 km, e sussurros por apenas alguns metros. Esses sons são transmitidos pelo ar. Mas não só o ar pode ser condutor de som.

Ao colocar o ouvido nos trilhos, você poderá ouvir o som de um trem se aproximando muito mais cedo e a uma distância maior. Isso significa que o metal conduz o som mais rápido e melhor que o ar. A água também conduz bem o som. Depois de mergulhar na água, você pode ouvir claramente as pedras batendo umas nas outras, o barulho dos seixos durante as ondas.

A propriedade da água - conduz bem o som - é amplamente utilizada para reconhecimento no mar durante a guerra, bem como para medir a profundidade do mar.

Uma condição necessária para a propagação das ondas sonoras é a presença de um meio material. No vácuo, as ondas sonoras não se propagam, pois ali não existem partículas que transmitam a interação da fonte de vibrações.

Portanto, devido à falta de atmosfera, reina o silêncio total na Lua. Mesmo a queda de um meteorito em sua superfície não é audível para o observador.

No que diz respeito às ondas sonoras, é muito importante mencionar uma característica como a velocidade de propagação.

Em cada meio, o som viaja em velocidades diferentes.

A velocidade do som no ar é de aproximadamente 340 m/s.

A velocidade do som na água é de 1500 m/s.

A velocidade do som em metais, em aço - 5000 m/s.

No ar quente, a velocidade do som é maior do que no ar frio, o que leva a uma mudança na direção de propagação do som.

Tom, timbre e volume do som

Os sons são diferentes. Para caracterizar o som, são introduzidas quantidades especiais: volume, altura e timbre do som.

O volume do som depende da amplitude das vibrações: quanto maior a amplitude das vibrações, mais alto é o som. Além disso, a percepção do volume do som pelo nosso ouvido depende da frequência das vibrações da onda sonora. Ondas de frequência mais alta são percebidas como mais altas.

A unidade de volume do som é 1 Bel (em homenagem a Alexander Graham Bell, inventor do telefone). O volume de um som é 1 B se sua potência for 10 vezes o limite de audibilidade.

Na prática, o volume é medido em decibéis (dB).

1 dB = 0,1B. 10 dB – sussurro; 20–30 dB – padrão de ruído em instalações residenciais;

50 dB – conversação em volume médio;

70 dB – ruído de máquina de escrever;

80 dB – ruído do motor de um caminhão em funcionamento;

120 dB – ruído de um trator em movimento a uma distância de 1 m

130 dB – limiar de dor.

Som mais alto que 180 dB pode até causar ruptura do tímpano.

Frequência sonora O tom da onda determina o tom. Quanto maior a frequência de vibração de uma fonte sonora, mais alto será o som que ela produz. As vozes humanas são divididas em vários intervalos de altura.

Sons de diferentes x fontes é um conjunto de oscilações harmônicas de diferentes frequências. Componente maisO período mais baixo (frequência mais baixa) é chamado de tom fundamental. Os componentes restantes do som são harmônicos. O conjunto desses componentes cria corku, timbre do som. O conjunto de tons nas vozes de diferentes pessoas é pelo menos ligeiramente diferente,isso determina o timbre especificamente as vozes.

Segundo a lenda, Pitágo tudo sons musicais dispostos em fila, quebrandoesta série é dividida em partes - oitavas - e

oitava - em 12 partes (7 principaisnovo e 5 semitons). Existem 10 oitavas no total; geralmente 7–8 oitavas são usadas ao executar obras musicais. Sons com frequência superior a 3.000 Hz não são usados ​​​​como tons musicais, pois são muito agudos e estridentes.

Há muitas pessoas ao nosso redor fontes sonoras: instrumentos musicais e técnicos, cordas vocais humanas, ondas do mar, vento e outros. Som ou, em outras palavras, ondas sonoras– são vibrações mecânicas do meio com frequências de 16 Hz – 20 kHz(ver § 11-a).

Vamos considerar a experiência. Colocando o despertador em uma almofada embaixo da campainha bomba de ar, notaremos: o tique-taque ficará mais silencioso, mas ainda será audível. Depois de bombear o ar debaixo do sino, deixaremos de ouvir o som. Esta experiência confirma que o som viaja pelo ar e não no vácuo.

A velocidade do som no ar é relativamente alta: varia de 300 m/s a –50°C a 360 m/s a +50°C. Isso é 1,5 vezes mais rápido que a velocidade das aeronaves de passageiros. Em líquidos, o som viaja visivelmente mais rápido e em sólidos- Ainda mais rápido. Em um trilho de aço, por exemplo, a velocidade do som é » 5.000 m/s.

Dê uma olhada nos gráficos das flutuações da pressão do ar na boca de uma pessoa cantando os sons “A” e “O”. Como você pode ver, as vibrações são complexas, consistindo em diversas vibrações sobrepostas umas às outras. Ao mesmo tempo, claramente visível principais flutuações, cuja frequência é quase independente do som falado. Para uma voz masculina é aproximadamente 200 Hz, para uma voz feminina - 300 Hz.

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

Assim, o comprimento de onda do som da voz depende da temperatura do ar e da frequência fundamental da voz. Relembrando o nosso conhecimento sobre difração, entenderemos por que as vozes das pessoas podem ser ouvidas na floresta, mesmo que estejam bloqueadas por árvores: sons com comprimentos de onda de 1 a 2 m dobram-se facilmente em torno de troncos de árvores cujo diâmetro é inferior a um metro.

Façamos uma experiência confirmando que as fontes sonoras são de fato corpos oscilantes.

Vamos pegar o dispositivo garfo– um estilingue de metal montado em uma caixa sem parede frontal para melhor radiação das ondas sonoras. Se você bater nas pontas do estilingue de um diapasão com um martelo, ele produzirá um som “limpo” chamado tom musical(por exemplo, a nota “A” da primeira oitava com frequência de 440 Hz). Vamos mover um diapasão em direção a uma bola leve em uma corda, e ela imediatamente saltará para o lado. Isso acontece justamente por causa das frequentes vibrações das pontas do estilingue do diapasão.

As razões das quais depende a frequência de vibração de um corpo são sua elasticidade e tamanho. Quanto maior o tamanho do corpo, menor a frequência. Portanto, por exemplo, elefantes com cordas vocais grandes emitem sons de baixa frequência (graves), e ratos, cujas cordas vocais são muito menores, emitem sons de alta frequência (guincho).

Não apenas como o corpo irá soar, mas também como ele irá capturar os sons e responder a eles depende da elasticidade e do tamanho. O fenômeno de um aumento acentuado na amplitude das oscilações quando a frequência de uma influência externa coincide com a frequência natural do corpo é denominado ressonância (Lat. “razoavelmente” - eu respondo). Vamos fazer um experimento para observar a ressonância.

Vamos colocar dois diapasões idênticos lado a lado, virando-os um para o outro nos lados das caixas onde não há paredes. Vamos bater no diapasão esquerdo com um martelo. Num segundo vamos abafá-lo com as nossas mãos. Ouviremos o som do segundo diapasão, que não atingimos. Dizem que o diapasão certo ressoa, isto é, capta a energia das ondas sonoras do diapasão esquerdo e, como resultado, aumenta a amplitude de suas próprias vibrações.