дыбыс. Дыбыс. Дыбыс толындары
 Скачать 100.6 Kb.
|
|
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ ҚЫЗДАР ПЕДАГОГИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ ДЫБЫС. ДЫБЫС ТОЛҚЫНДАРЫ Орындаған: Әбибуллаева Ә. ДОТ математика-физика 1 курс Дыбыс дегеніміз – құлақ не естісе, сол. Біз адамдардың даусын, құстың сайрағанын, музыка аспаптарының дыбысын, желді күнгі орман шуылын, теңіздің жағаға соққан толқындарының шуылын, күн күркіреуін естиміз. Жұмыс істеп тұрған машиналардың тарсылы, қозғалған транспорт және т. б. дыбыс шығарады. Дыбыс құбылыстарын оқып үйрететін физика бөлімі акустика деп аталады. Дыбыстың таралуы – дыбыс толқындары Дыбыс көзі – тербелістегі денелер. Дыбыс көзі – тербелістегі денелер екеніне көз жеткізу қиын емес. Бұны музыкалық аспаптардың шектерінің дыбыс шығаруын бақылау арқылы көреміз. Дыбыс шығарған кезде, әсіресе, орта тұсында, шектер жуандаған сияқты болып көрінеді. Шектердің сыртқы түрініде осындай өзгерісі олардың тербеліс салдарынан болады. Дыбыс құбылыстарын оқып үйренгенде дыбыс кезі ретінде арнайы прибор – камертон пайдаланылады. Камертон дегеніміз – ұстатқышқа бекітілген, иілген металл стержень. Камертонның ұстатқышы әдетте ағаш жәшікке орнатылады (жәшіктің неге керек екенін ілгеріде түсіндіреміз). Камертон тармағын балғамен соғып қалып, біз таза музыкалық дыбыс естиміз. Дыбыс шығарған камертонға кішкене шарды жақындатсақ шардың одан кейін қарай серпіле-тебілетінін байқаймыз . Бұл дыбыс шығарып тұрғанда камертон ашасының тербелетінін дәлелдейді. Бұл жерде камертонға, маятниктің тербеліс жағдайындағыдан, өз тербелісін өзі жазып алуын «тапсыруға» болады. Бұл үшін камертонның бір тармағына ине сияқты үшкір нәрсе бекітіп қойып, оны күйеленген шыны пластннканың бетімен шапшаң жүргізіп шығады. Біз өзімізге таныс синусонда сызығын көріп отырмыз. Ендеше, камертон тармақтары гармониялық тербеліс жасайды. Дыбыс көзі мен дыбысты қабылдайтын құлақтың арасында серпімділік қасиеті бар қандай да бір орта (ондай орта көбінесе ауа) болады. Дәл осы ортада дыбыс көзінен тербелістер – дыбыс толқындары таралады. Ол құлақ жарғағына әсер етеді. Құлақ жарғағының тербелістері дыбыс болып қабылданады. Дыбыс барып жетуі үшін дыбыс таралатын материялық ортаның болуы міндет. Егер ауа насосымен қоңырау астындағы ауа сорылып алынса, онда біз сырттары электр қоқырауының шылдырын естімейміз. Дыбыс, кең мағынасында – газ, сұйықтық немесе қатты күйдегі серпімді орта бөлшектерінің толқын түрінде таралатын тербелмелі қозғалысы; тар мағынасында – адамдар мен жануарлардың арнаулы сезу органымен субъективті түрде қабылданатын құбылыс. Егер дыбыс таралатын орта болмаса дыбыс та болмайды.  Дыбысты сипаттау үшін біздің дыбысты қабылдауымызбен байланысты дыбыс қаттылығы, тонның биіктігі, тембр сияқты арнайы физикалық шамалар енгізіледі. Дыбыстың қаттылығы неге байланысты болатынын анықтау үшін камертонды пайдаланамыз. Камертон — доға тәрізді қысқа сапталған металл таяқша, оның көмегімен музыкалық дыбыс алуға болады. Камертондардың немесе басқа гармоникалық тербеліс жасайтын денелердің шығаратын дыбыстары музыкалық дыбыстар деп аталады. Камертонның бір тармағын таяқшамен ұрсақ, белгілі бір дыбыс естиміз. Камертонның екі тармағы да тербеліп, қоршаған ауада дыбыс толқынын тудырады. Енді оның тармақтарының біріне инені бекітейік, осыдан кейін оның ине бекітілген тармағын қарайтылған әйнек үстімен жүргізсек, дыбыс шығарып тұрған камертонның гармоникалық (синусоидалық) тербелісінің графигін аламыз. Гармоникалық тербеліс —тербелістердің ең қарапайым түрі болып табылады, сондықтан камертонның гармоникалық дыбысын да қарапайым дыбыс деп санаймыз. Әдетте, мектеп камертондары бірінші октаваның "ля" нотасына сәйкес келетін дыбыс шығарады Адам 16 Гц-тен 20 кГц-ке дейінгі жиіліктегі дыбысты ести алады. Дыбыс жөніндегі физикалық ұғым адам құлағына естілетін, естілмейтін дыбыстардың барлығын қамтиды. Жиілігі 16 Гц-тен төмен болатын дыбыс инфрадыбыс деп, 20 кГц-тен жоғары болатын дыбыс ультрадыбыс деп аталады. Ал 109 Гц-тен 1012 – 1013 Гц-ке дейінгі ең жоғары жиіліктегі серпімді толқындар гипердыбысқа жатады. Дыбысты қарапайым гармониялық тербелістерге жіктеу (жиіліктік дыбыс талдау) нәтижесінде алынатын спектр – дыбыстың маңызды сипаттамасы болып табылады. Егер дыбыс тербелісінің энергиясы жиіліктің кең аймағында таралып жатса, онда ол тұтас спектр деп, ал дискретті (үзілісті) жиілік құраушыларының жиынтығы болса, онда ол сызық спектр деп аталады. Тұтас спектрі бар дыбыс шу (мысалы, ағаштардың желдің әсерінен болатын сыбдыры, механизмдер дыбысы) ретінде қабылданады. Музыкалық дыбыс еселі жиіліктері бар сызықты спектрге жатады; мұнда естілетін дыбыстың негізгі жиілігі – дыбыс биіктігін, ал оның гармониялық құраушыларының жиыны – дыбыс тембрін анықтайды. Сөйлеу кезіндегі дыбыс спектрінде форманттар болады. Дыбыс көздерінің тербелісін қоздыру, көбінесе, соққы (мысалы, қоңырау, шектер) арқылы жүзеге асырылады. Мұнда автотербеліс режимі (мысалы, үрлемелі музыкалық аспаптарда ауа ағыны есебінен) ұсталуы мүмкін. Табиғаттағы дыбыс, ауа ағыны қатты денелерді орай аққанда, құйындардың түзілуі және құйындардың сол денелерден бөлінуі (мысалы, жел соққан кездегі сымдар мен құбырлардағы дыбыс, т.б.) кезінде пайда болады. Төменгі және инфратөменгі жиіліктегі дыбыс жарылыс, опырылыс кезінде туады. Қазіргі кезде адам организміне және техникалық жабдықтарға зиянды әсері болатын өнеркәсіптік, көліктік шуларды және аэродинамикалық шу көздерін зерттеуге үлкен көңіл аударылып отыр. Дыбыс қабылдағыштар қабылдаған дыбыс энергиясын энергияның басқада түрлеріне түрлендіреді. Мысалы, адамдар мен жануарлардың есіту аппараты дыбыс қабылдағышқа жатады. Техникада дыбысты қабылдау үшін, көбінесе, электр акустикалық түрлендіргіштер (мысалы, ауада микрофон, суда гидрофон, ал жер қыртысында геофон) пайдаланылады. Дыбыс толқындарының таралуы, ең алдымен, дыбыс жылдамдығымен сипатталады. Газдар мен қатты денелерде қума толқындар (бөлшектердің тербеліс бағыты толқынның таралу бағытымен бағыттас) тарай алады. Ортаның біртекті болмауы да дыбыс толқындарын (мысалы, су көпіршігіндегі, теңіздің толқынданған бетіндегі, т.б. дыбыстың шашырауы) шашыратады. Дыбыстың таралуына атмосфера, теңіздегі қысым, температура, желдің күші мен жылдамдығы да әсер етеді.  Дыбыс жылдамдығы Дыбыстың ауада тарайтын жылдамдығы 340 м/с. Қатты заттар мен сұйықтарда дыбыс ауадан гөрі тезірек тарайды. Мысалы суда дыбыс толқындары секундына 1400 метр жылдамдықпен тарайды. Дыбыс жылдамдығы ортаның тығыздығына, температурасына, қысымына тәуелді. Ортаның серпімділігі артса механикалық толқындар тезірек тарайды. Ультрадыбыс Ультрадыбыстарды жасанды жолмен шығара алатын құралдарды ультрадыбыс шығарғыштар деп атайды. Ультрадыбыс шығарғыштар негізінен үшке бөлінеді: 1) механикалық шығарғыштар; 2) пъезоэлектрлік шығарғыштар: 3) магнитострикциялық шығарғыштар. Бұлардың әрқайсысы жиілігі және интенсивтігі жағынан түрлі ультрадыбыстар шығарады. Механикалық ультрадыбыс шығарғыштар жиілігі 1 кГц-тен 10 кГц-ке дейінгі, магнитострикциялық ультрадыбыс шығарғыштар жиілігі 1 кГц-тен 150 кГц-ке дейінгі және пъезоэлектрлік ультрадыбыс шығарғыштар жиілігі 100 кГц-тен жоғары дыбыстар мен ультрадыбыстар шығара алады. Ультрадыбыстың мынадай екі қасиеті бар: 1. ультрадыбыс толқынының өте қысқалығы; 2. ультрадыбыс толқынының энергияны өте көп тасымалдауы. Ультрадыбыс толқынының қысқалығына сүйеніп жұмыс істейтін құралдардың бірі — эхолот. Эхолоттың көмегімен теңіздер мен өзендердің тереңдіктерін анықтайды. Эхолоттың жәрдемімен теңіз тереңдігінің картасын жасауға болады. Ультрадыбыстық эхолоттың көмегімен Тынық Мұхиттың ең үлкен тереңдігі 10 860 метр екендігі анықталды. Ультрадыбыс медицинада кеңінен қолданылады. Ол адамдар мен жануарлардың бұлшық — ет тарамдарын және әртүрлі мүше құрылыстарын зерттеуде таптырмас құрал екенін көрсетті. Ультрадыбыстың көмегімен адам денесінің ішкі құрылысында жараның бар екендігін анықтап қана қоймай, сол жараның қай жерде екенін дәл анықтауға болады. Рентген сәулесімен анықтауға болмайтын кейбір рак тәрізді өте кеселді ісіктерді ультрадыбыспен оңай анықтауға болады. Енді басталып келе жатқан қалыңдығы 1 мм-дей ісіктерді алдын ала білуге болады. Көзге түскен ағаш, шыны, пластмасса ұнтақтарын рентген сәулесімен анықтауға болмайтын болса, оларды ультрадыбыс арқылы оп-оңай анықтайды. Ультрадыбыс аурудың диагнозын қоюмен қатар оларды емдейді. Бехтерев ауруын, бронхит, артрит, ревматизм және тері ауруларын емдеуде ультрадыбыс өте тамаша нәтижелер бергенін тәжірибе дәлелдеп отыр. Оның көмегімен араласпайтын әртүрлі екі сұйықты араластыруға болады. Бұл кезде ультрадыбыс энергиясының көптігі пайдаға асады. Инфрадыбыс Инфрадыбыс бұл жиілігі 16 Гц аз болатын механикалық тербелістер. Бұларды да адам құлағы ести алмайды. |