Механические волны. Волны Волна представляет собой колебания, которые при своем распространении не переносят с собой вещество. Волны переносят энергию из одной точки пространства в другую.
 Скачать 1.12 Mb.
|
|
Механические волны Волны Волна представляет собой колебания, которые при своем распространении не переносят с собой вещество. Волны переносят энергию из одной точки пространства в другую. Распространение колебаний от точки к точке, от частицы к частице в упругой среде называется механической волной. Виды волн поперечные продольные Если смещение частиц происходит перпендикулярно направлению распространения волны, то волна называется поперечной Поперечная волна может распространятся только в твёрдой среде, потому что для её распространения нужна деформация сдвига. Если смещение частиц совершается вдоль направления распространения волны, то такие волны называются продольными Характеристики волны1.υ – скорость распространения волны 2. λ - длина волны 3. А – амплитуда колебаний волны 4. L – путь волны по прямой 5. Т – период волны (время, за которое волна проходит путь λ) 6. ν - частота колебаний волны (число волн, возникающих за 1 секунду) 7. t - время, в течении которого распространяется волна. 8. х - отклонение каждой точки от положения равновесия 9. r – расстояние точки от источника колебаний Основные характеристикиПериод колебания – это время, в течении которого тело совершает одно полное колебание. Т – период. [T] =1с Частота - число колебаний,совершаемых телом за 1с.. [ν] =1Герц=1Гц Амплитуда – наибольшее смещение тела от его положения равновесия А – амплитуда. [A] – 1м Длина волны – это расстояние, на которое распространяется волна за время равное периоду колебания. Скоростью распространения волны называют скорость перемещения гребня или впадины в поперечной волне. Бегущая волна – волна, которая при распространении в среде переносит энергию.Уравнение бегущей волны Уравнение волны позволяет в любой момент времени определить смещение данной точки среды, в которой распространяется волна. Уравнение гармонической бегущей волны можно записать в виде: s = smsin (ωt – kx), где k — волновое число Фазы колебаний двух точек, находящихся на расстоянии λ, отличаются на 2π, то есть колебания происходят в фазе. Звуковые волны Звуковые волны переносят энергию, которая, как и другие виды энергии, может использоваться человеком. Но главное – это огромный диапазон выразительных средств, которыми обладают речь и музыка. Еще с древних времен звуки служили людям средством связи и общения друг с другом, средством познания мира и овладения тайнами природы. Звуки – наши неизменные спутники. Они по-разному действуют на человека: радуют и раздражают, умиротворяют и придают силы, ласкают слух и пугают своей неожиданностью . Мы знаем, что энергия, переносимая волнами, прямо пропорциональна квадрату частоты и квадрату амплитуды: Следовательно, и интенсивность звука пропорциональна квадрату частоты и квадрату амплитуды колебаний в звуковой волне и обратно пропорциональна площади тела, совершающего колебания, и времени воздействия Звуковые волны –это механические волны с частотой колебаний примерно от 16 до 20000 Гц Механические волны с частотой колебаний меньше 16 Гц - инфразвуковые Механические волны с частотой колебаний больше 20000 Гц – ультразвуковые Звук - продольная волна. Громкость определяется амплитудой колебаний. Высота тона звука определяется частотой колебаний Тембр – присутствие в звуке колебаний разных наборов частот и высот. За единицу громкости звука принят бел (в честь А.Г. Белла, изобретателя телефона) На практике громкость измеряют в децибелах (дБ): 1 дБ = 0,1Б. 10 дБ – шепот; 20–30 дБ – норма шума в жилых помещениях; 40 дБ – тихий разговор; 50 дБ – разговор средней громкости; 70 дБ – шум пишущей машинки; 80 дБ – шум работающего двигателя грузового автомобиля; 100 дБ – громкий автомобильный сигнал на расстоянии 5–7 м; 120 дБ – шум работающего трактора на расстоянии 1 м; Излучатели звука. Применяемые в акустике излучатели упругих волн можно подразделить на две большие группы. К первой относятся излучатели-генераторы; колебания в них возбуждаются из-за наличия препятствия на пути постоянного потока газа или жидкости (сирены, свистки, генераторы Гартмана). Вторую группу излучателей составляют электроакустические преобразователи. Свое название они получили оттого, что преобразуют электрические колебания в механические колебания какого-либо твердого тела, которое и излучает в окружающую среду акустические волны. Наличие вязкости и теплопроводности среды приводит к потере энергии звуковой волны, и эта энергия расходуется на нагревание среды. Волна давления, а также волны смещения и скорости по мере распространения затухают. Тот факт, что резкий звук выстрела или щелчка кнута, в спектре которого присутствует широкий набор частот, по мере распространения трансформируется в более мягкий, объясняется тем, что в спектре остаются преимущественно низкие частоты. Заметим, что поглощение звука в воде существенно меньше, чем в воздухе, а в твердых телах еще меньше, чем в воде. Очень низким поглощением звука отличаются такие кристаллы, как сапфир, топаз, берилл и другие. Поглощение звука. Эхо в закрытом и открытом помещениях Распространение звука при звонке телефона Использование звука Звук и музыкальные инструменты. |