Класс!ная физика   - занятные страницы Библиотека по физике Класс!ная физика - страницы истории Музей открытки 20 века Коты-рисунок, графика, живопись Малая Яблоновка на реке Оккервиль Обмен. Киндер-сюрпризы

Главная
Новое. Класс!ная физика
Вспомни физику:
7 класс
8 класс
9 класс
10-11 класс
видеоролики по физике
мультимедиа 7 кл.
мультимедиа 8 кл.
мультимедиа 9 кл.
мультимедиа 10-11 кл.
астрономия
тесты 7 кл.
тесты 8 кл.
тесты 9 кл.
демонстрац.таблицы
ЕГЭ
физсправочник

Азбука физики
Азбука физики. Класс!ная физика
Научные игрушки
Научные игрушки. Класс!ная физика
Простые опыты
Простые опыты. Класс!ная физика
Этюды об ученых
Этюды об ученых. Класс!ная физика
Читатели пишут
Читатели пишут. Класс!ная физика
Умные книжки
Умные книжки. Класс!ная физика
Есть вопросик?
Есть вопросик. Класс!ная физика
Его величество...
Его величество. Класс!ная физика
Музеи науки...
Музеи науки. Класс!ная физика
Достижения...
Достижения. Класс!ная физика
Загляни!
На урок

Выпускникам
Как сдавать экзамены?
ВУЗы Санкт-Петербурга
Тактика тестирования
Знаешь ли ты себя?
Пробное тестирование


Ссылки


Обмен баннерами

Код кнопки сайта


Здесь есть всё!



ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ

Мир звуков так многообразен,
Богат, красив, разнообразен,
Но всех нас мучает вопрос Откуда звуки возникают,
Что слух наш всюду услаждают?
Пора задуматься всерьез.

Причина звука? - вибрация (колебания) тел, хотя эти колебания зачастую незамтны для нашего глаза.


Источники звука — физические тела, которые колеблются , т.е. дрожат или вибрируют с частотой
от 16 до 20000 раз в секунду. Вибрирующее тело может быть твердым, например, струна или земная кора, газообразным, например, струя воздуха в духовых музыкальных инструментах или в свистке или жидким, например, волны на воде.

Вокруг колеблющегося тела возникают колебания окружающей среды, которые распространяются в пространстве.
Звук – это механические упругие волны, распространяющиеся в газах, жидкостях, твердых телах.
Волны, которые вызывают ощущение звука, с частотой от 16 Гц до 20 000 Гц называют
звуковыми волнами (в основном продольные).

СДЕЛАЙ САМ !

Если поднести к стакану или стеклянной банке бусинку на ниточке и ударить, например,
карандашом по стенке стакана, то мы увидим колебания бусинки и услышим ее позванивание.




ЧТОБЫ УСЛЫШАТЬ ЗВУК


необходимы:
1. источник звука;
2. упругая среда между ним и ухом;
3. определенный диапазон частот колебаний источника звука – между 16 Гц и 20 кГц,
достаточная для восприятия ухом мощность звуковых волн.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВУКА

Громкость.
.
Громкость зависит от амплитуды колебаний в звуковой волне.

За единицу громкости звука принят 1 Бел (в честь Александра Грэхема Белла, изобретателя телефона). Громкость звука равна 1 Б, если его мощность в 10 раз больше порога слышимости.
На практике громкость измеряют в децибелах (дБ).
1 дБ = 0,1Б.
10 дБ – шепот; 20–30 дБ – норма шума в жилых помещениях;
50 дБ – разговор средней громкости;
70 дБ – шум пишущей машинки;

80 дБ – шум работающего двигателя грузового автомобиля;
120 дБ – шум работающего трактора на расстоянии 1 м
130 дБ – порог болевого ощущения.

Звук громкостью свыше 180 дБ может даже вызвать разрыв барабанной перепонки.

Высота тона.

- определяется частотой колебаний источника звука.
Звуки человеческого голоса по высоте делят на несколько диапазонов:

бас – 80–350 Гц,
баритон – 110–149 Гц,
тенор – 130–520 Гц,
дискант – 260–1000 Гц,
сопрано – 260–1050 Гц,
колоратурное сопрано – до 1400 Гц.

Частотный спектр звуков музыкальных инструментов.

 

Согласно легенде, Пифагор все музыкальные звуки расположил в ряд, разбив этот ряд на части – октавы, – а октаву – на 12 частей (7 основных тонов и 5 полутонов). Всего насчитывается 10 октав, обычно при исполнении музыкальных произведений используются 7–8 октав. Звуки частотой более 3000 Гц в качестве музыкальных тонов не используются, они слишком резки и пронзительны.

ЧАСТОТНЫЙ ДИАПАЗОН ЗВУКОВ, ВОСПРИНИМАЕМЫХ ЖИВОТНЫМИ

Бабочка 8 000 - 160 000 Гц
Дельфин 40 - 200 000 Гц
Кошка 250 - 100 000 Гц
Кузнечик 50 - 50 000 Гц
Летучая мышь 2 000 - 150 000 Гц
Медведь 300 - 70 000 Гц
Попугай 300 - 15 000 Гц
Собака 200 - 50 000 Гц
Человек 16 - 20 000 Гц


КНИЖНАЯ ПОЛКА

Как помочь тугоухим?
Где в нашем организме "жилище Минотавра"?
Какое же оно - наше ухо?
Сухарик хрустит, будто трактор едет!
А какой у нас голос?
На какой высоте звука мы общаемся?
Сможешь ли ты перекричать рев самолета?
Жужжание насекомых.
Стирает ультразвук.



ИНТЕРЕСНЫЕ ЯВЛЕНИЯ !

Снег скрипит.
Акустика снега и льда.
"Высоты грозного шума".
Есть ли что-нибудь не поющее в мире?
Островок слышимости в океане невоспринимаемых звуков.
Победное шествие ультразвука.
Новая опасность ползет из глухого угла.

 

О ЗВУКАХ В ЛИТЕРАТУРЕ ...

( Шум - это беспорядочная смесь музыкальных звуков.)

НЕ ШУМИТЕ!
А разве мы шумели?
Ну, Андрюша стучал еле-еле
Молотком по железной трубе,
Я тихонько играл на губе,
Восемь пятых размер соблюдая,
Таня хлопала дверью сарая,
Саша камнем водил по стеклу,
Толя бил по кастрюле в углу.
Кирпичом! Но негромко и редко.
«Не шумите!» — сказала соседка,
А никто и не думал шуметь .....

Ал. Кушнер.


В КАКОЙ КНИГЕ ВЫ МОГЛИ ПРОЧИТАТЬ ЭТО ?

Почему барабан звучит?

Однажды встретились вождь Соколиный глаз и шаман Змеиный язык.
" Почему звучит барабан?" - спросил шаман.
Вождь быстро ответил: "Потому, что его ударили".
Шаман очень быстро отозвался: "Звук после удара длится заметно дольше, чем сам удар".
Тут же вождь и шаман потребовали себе самый большой барабан.
Сначала вождь ударял, а шаман трогал барабанную шкуру, потом — наоборот.
В конце концов, они заметили, что шкура дрожит, и когда она дрожит — слышен звук.
Тут вождь, который был так же силен в догадках, как шаман в загадках, высказал Великую Догадку:
ВСЕ ЗВУЧАЩЕЕ — ДРОЖИТ!!!
При этом вождь завопил от восторга так, что у шамана в ушах зазвенело.
Не помня себя от боли, шаман ухватил вождя за горло. Горло дрожало!
Шаман отпустил вождя и взял за загривок Сторожевого Ягуара, который мурлыкал у входа.
Загривок дрожал!
Тут вождь перестал вопить и выдал вторую Великую Догадку:
ВСЕ ДРОЖАЩЕЕ — ЗВУЧИТ!!!
Шаман вместо коварного вопроса приблизил к носу вождя судорожно сжатый кулак.
Кулак (и вся рука) дрожали — но не звучали. Вторую великую догадку пришлось поправить:
НЕ ВСЕ ДРОЖАЩЕЕ ЗВУЧИТ!
Тем временем у шамана созрел очередной коварный вопрос:
"Как дрожать, чтобы звучать? "
Вождь вспомнил недавний бой: если в ствол дерева вонзается длинная стрела — она беззвучно дрожит, если короткая — звучит. Шаман вытащил самую длинную стрелу, прижал оперенный конец к плоскому камню, а вождь пригнул острый конец вниз — и тут же отпустил.
Потом сделал свободный конец покороче — и опять отпустил.
Ответ вождя, недаром его звали Соколиный Глаз, был таков:
" Стрела начинает звучать, когда ее дрожание перестает быть заметным глазу — настолько оно частое."
Шаман попросил вождя поменяться местами: теперь вождь держал оперенный конец стрелы, а
шаман отклонял и отпускал острие. Шаман Змеиный язык был слабее вождя, и каждый раз отклонял острие не так сильно. Как менялось звучание?

РУПОР - УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА

Часто на соревнованиях, когда тренеру или судье необходимо сообщить что-либо спортсмену на большом расстоянии, используют рупор. Это может быть достаточно сложный прибор – мегафон, но можно обойтись и простой газетой свернутой в кулек. Можно сделать рупоры из больших листов ватмана. Если в классе два таких рупора поставить у противоположных стенок, то разговаривать с их помощью можно шепотом.

СЛУШАЕМ МУЗЫКУ!

Чтобы продемонстрировать, как рупор усиливает звук, сделайте из плотной бумаги 
небольшой рупор, и в тонкий его конец  перпендикулярно поверхности бумаги воткните
швейную иголку.  Вставьте карандаш в отверстие  пластинки с записью какой-нибудь музыки.
Уприте   острый конец карандаша  с пластинкой  в поверхность стола и начните вращать  пластинку,  быстро проворачивая карандаш.  Другой рукой  поставьте острие иголки  рупора на звуковую бороздку пластинки. Прислушайтесь!  Должен появиться звук!

ПОПРОБУЙ !

А если взять 2 тонкие резиновые трубочки, вставить в узкий конец рупора, замотать изоляционной лентой, а свободные концы этих трубок вставить в оба уха, то с таким несложным приспособлением далекие и слабые звуки будут слышны гораздо лучше.
Для примера вспомни, для чего врачу нужен стетоскоп?
С помощью чего Э.К.Циолковский пытался компенсировать глухоту?
Для чего человек прикладывает ладонь к уху, пытаясь разобрать плохо слышимые звуки?

ВОТ ЭТО ДА-А !

Обнаружили, что когда растению становится трудно добывать воду из пересохшей почвы,
стебель растения начинает издавать ультразвуковые шумы. Присоединив к стеблям
специальные микрофоны, можно уловить эти шумы и включать поливальные установки
только тогда, когда сами растения этого требуют

___

Звук храпа может достигать 69 децибелл, что сравнимо со звуком отбойного молотка.
___

Самый громкий шум, полученный в лабораторных условиях, был равен 210 дБ.  Он был получен
за счёт отражения звука железобетонным испытательным стендом,  предназначенным для испытаний ракеты  в Центре космических полётов США, в  1965 г. Звуковой волной такой силы можно было бы сверлить отверстия в твёрдых материалах. Шум был слышен в пределах 161 км.

___

Самая высокая из полученных нот имеет частоту 60 гигагерц. Она была сгенерирована лазерным лучом, направленным на кристалл сапфира, в США, в 1964 г.

___

Самое тихое место - это «Мёртвая комната»  в Лаборатории концерна «Белл телефон систем» в США,  она является самой звукопоглощающей комнатой в мире, в которой исчезает 99,98% отражаемого звука.

СДЕЛАЙ САМ!

Самодельный телефон из нитки и спичечных коробок.

Возьми 2 спичечных коробочки ( или любые другие коробочки подходящих размеров: из-под пудры, зубного порошка, скрепок) и нитку длиной несколько метров (можно на всю длину школьного класса).Проткни иголкой с ниткой донышко коробка и завяжи на нитке узелок, чтобы она не выскакивала.Таким образом, оба коробка будут соединены с помощью нитки.В телефонном разговоре участвуют двое: один говорит в коробок, как в микрофон, другой- слушает, приложив коробок к уху. Нить во время разговора должна быть натянута и не должна касаться каких-либо предметов, включая и пальцы, которыми держат коробки. Если прикоснешься пальцем к нитке, разговор тут же прекратится. Почему?

Музыкальные инструменты.

Если взять несколько пустых одинаковых бутылок, выстроить их в ряд и наполнить водой ( первую небольшим количеством воды, последующие заполнять по нарастающей, а последнюю наполнить доверху), то получится музыкальный ударный инструмент. Ударяя по бутылкам ложкой, мы заставим воду колебаться. Звуки от бутылок будут различаться по высоте.

Берем картонную трубку, вставляем в неё, как поршень, пробку с воткнутой вязальной спицей и перемещая поршень, дуем в край трубки. Звучит флейта!

Берем коробку с не проминающимися краями, надеваем на нее кольцевые резинки (чем туже обхватывают они коробку, тем лучше), и готова арфа! Перебирая резинки, как струны, слушаем мелодию!

Еще одна “музыкальная” игрушка.

Если взять кусок гофрированной пластиковой трубки и раскрутить его над головой, то раздастся музыкальный звук. Чем больше скорость вращения, тем выше высота звука. Поэкспериментируй! Интересно, чем вызвано появление звука в этом случае?

ЗНАЕШЬ ЛИ ТЫ ?

Самолёт, летящий со сверхзвуковой скоростью, обгоняет создаваемые им звуки. Эти звуковые волны сливаются в одну ударную волну. Достигая поверхности земли, ударная волна выбивает стёкла, разрушает постройки, оглушает.

___

Звук издаваемый синим китом громче, чем звук выстрела рядом стоящего тяжелого орудия, или громче, чем звук стартующей ракеты.

___

При прохождении метеоритами атмосферы Земли возбуждается ударная волна, скорость которой в сто раз выше звуковой, при этом возникает резкий звук, похожий на звук рвущейся материи.

___

При умелом ударе кнутом вдоль него образуется мощная волна, скорость распространения которой на кончике кнута может достигать огромных значений! В результате возникает мощная ударная звуковая волна, сравнимая со звуком выстрела.

ТАИНСТВЕННАЯ ГАЛЕРЕЯ ШЕПОТОВ

Лорд Рэлей первым объяснил загадку галереи шепотов, расположенной под куполом лондонского собора Святого Павла. На этой большой галерее очень хорошо слышен шепот. Если, например, ваш приятель шепнул что-нибудь, обернувшись к стене, то вы услышите его, в каком бы месте галереи вы ни стояли.
Как ни странно, вы слышите его тем лучше, чем более “прямо в стенку” он говорит и чем ближе к ней стоит. Сводится ли эта задача просто к отражению и фокусировке звука? Чтобы исследовать это, Рэлей изготовил большую модель галереи. В одной точке ее он поместил манок — свистульку, какой охотники приманивают птиц, в другой — чувствительное пламя, которое чутко реагировало на звук. Когда звуковые волны от свистульки достигали пламени, оно начинало мерцать и таким образом служило индикатором звука. Вы, наверное, нарисовали бы путь звука так, как показано стрелкой на рисунке. Но, чтобы не принимать это на веру, представьте себе, что где-то между пламенем и свистулькой у стены галереи помещен узкий экран. Если ваше предположение относительно хода звуковых волн верно, то при звуке свистульки пламя все равно должно мерцать, так как экран, казалось бы, находится в стороне! Однако в действительности, когда Рэлей установил этот экран, пламя перестало мерцать. Каким-то образом экран преградил путь звуку. Но как? Ведь это всего лишь узенький экранчик и расположен он вроде бы в стороне от пути звука. Полученный результат дал Рэлею ключ к разгадке секрета галереи шепотов.

. Галерея шепотов (в разрезе)

Модель галереи шепотов, сделанная Рэлеем. Звук свистка заставляет пламя мерцать.

Если у стенки модели галереи установлен тонкий экран, пламя не реагирует на звуки свистков. Почему? Непрерывно отражаясь от стен купола, звуковые волны распространяются в узком поясе вдоль стены. Если наблюдатель стоит внутри этого пояса, он слышит шепот. За пределами этого пояса, дальше от стены, шепот не слышен. Шепот слышен лучше, чем обычная речь, так как он богаче звуками высокой частоты, а “пояс слышимости” для высоких частот шире. Звук при этом распространяется как бы в цилиндрическом волноводе и его интенсивность убывает с расстоянием значительно медленнее, чем при распространении в открытом пространстве.


Шумящие водопроводные трубы.

Почему водопроводные трубы порой начинают рычать и стонать, когда мы открываем или закрываем кран? Почему это не происходит непрерывно? Где именно возникает звук: в водопроводном кране, в части трубы, примыкающей непосредственно к крану, или в каком-нибудь изгибе ее где-то дальше? Почему шум начинается только при определенных уровнях расхода воды? Наконец, почему шум можно устранить, присоединив к водопроводной трубе закрытую с другого конца вертикальную трубку, в которой находится воздух ? При увеличении скорости потока в местах сужений в трубах может возникать турбулентность, которая приводит к кавитации (образованию и разрыву пузырьков). Колебания пузырьков усиливаются трубами, а также стенами, полами, потолками, к которым трубы прикреплены!. Иногда шум может быть вызван и периодическими ударами турбулентного потока о препятствия (например, сужения) в трубе.

Умеют ли рыбы разговаривать ?

Рыбы говорят человеческим языком, только в сказках, но они вовсе не глухи и могут издавать звуки. Различные звуки они издают с помощью зубов, воздушного пузыря, хвоста. Звуки им служат для общения и для отпугивать врагов. Рыбаки знают, что пескарь может пищать, а лещи издавать булькающие звуки.

Но рыбы и воспринимают звук. Так хищники спешат на то место, где произошел всплеск другой, мелкой рыбы.

___

Самый громкий шум, полученный в лабораторных условиях, был равен 210 дБ, или 400 тыс. ак. Вт (акустических ватт), сообщило агентство НАСА. Он был получен за счёт отражения звука железобетонным испытательным стендом размером 14,63 м и фундаментом глубиной 18,3 м, предназначенным для испытаний ракеты «Сатурн V», в Центре космических полётов им. Маршалла, Хантсвилл, штат Алабама, США, в октябре 1965 г. Звуковой волной такой силы можно было бысверлить отверстия в твёрдых материалах. Шум был слышен в пределах 161 км.

___

Энергия, которую обычно переносят звуковые волны, очень мала. Если бы стакан с водой полностью поглощал всю падающую на него звуковую энергию, соответствующую громкости достаточно громкой речи, и был бы полностью теплоизолирован от окружающей среды, то для того, чтобы нагреть воду от комнатной температуры до кипения потребовалось бы примерно 30 тысяч лет!


УДИВИТЕЛЬНОЕ РЯДОМ !

Попробуй выполнить этот опыт и удиви своих родственников!

Инструментом же у тебя будет стеклянный ( не хрустальный ) тонкостенный бокал на ножке, вместимостью от половины до стакана жидкости.

Стекло бокала должно быть чистое, гладкое, ничем не разрисованное. Подобрав инструмент, приступай к проверке его музыкальных качеств. Прежде чем приступить к опыту, хорошо вымой руки с мылом. Затем, слегка намочив чистой водой пальцы правой руки, поставь бокал на стол, а левой рукой крепко держи его за ножку. Средним или указательным пальцем правой руки начни вкруговую водить по краю бокала.. Через несколько секунд ты должен услышать мелодичный звук. Звук не будет прекращаться пока ты водишь по краю бокала. Если это успешно получилось, налей в бокал чистую воду, немного не доходя до края,и продолжай водить пальцем. Ты должен услышать звук значительно ниже того, который был без воды. Продолжая круговые движения пальцем, посмотри на поверхность воды. На ней образовались маленькие волны. Они призошли от колеблющихся , звучащих стенок бокала. Теперь начни постепенно удалять воду небольшими порциями. Звук будет постепенно повышаться и самый высокий будет у пустого бокала.

Если ты удивишь этим опытом и меня, то в журнале появится "5"!

ЗВУКОВОЙ УДАР


Проделайте в дне пластмассового ведерка из под майонеза отверстие около 1см в диаметре,
закройте ведро крышкой, напротив отверстия поставьте горящую свечу. Ударьте рукой по крышке – свеча погаснет. Звук тушит свечу.

САМОДЕЛЬНАЯ СИРЕНА

Возьмите деревянный круг, проделайте в нем отверстия вдоль окружностей разного радиуса через правильные промежутки. Начните его вращать, расположив вертикально. Направьте струю воздуха из шланга пылесоса в отверстия каждой из окружностей. Будут ли отличаться звуки? Как сделать звук громче, выше или ниже ? Можете ли вы объяснить принцип работы сирены?

ЗВУКИ ПУСТЫНЬ

Очень часто в литературе упоминаются о таинственных звуках, которые можно услышать в пустыне. Сегодня известно, что эти звуки возникают в результате движения слоёв песка, но полного объяснения этих явлений ещё нет.
Различают два вида звучащих песков — „гудящие“ и „свистящие“, которые отличаются частотой и длительностью звука и возникают при разных условиях.
Свистящие звуки - лёгкое посвистывание песка под ногами можно услышать на морских побережьях, на берегах рек и озёр по всему миру. Это акустические колебания песчинок с частотой от 500 до 2500 Гц.
Гудящие звуки - они возникают глубоко в пустыне вблизи отдельных больших дюн. Это громкий звук низкой частоты 50–300 Гц, длящийся обычно от несколько секунд до 15 минут. Они разносятся на расстояния до 10 километров, и нередко сопровождается вибрациями почвы.
Свистят и гудят пески, состоящие из кварца.
А вот звучание песков Гавайских островов напоминает лай собаки. Гавайские пески — единственные звучащие пески, состоящие не из кварца.







RSS-лента Класс!ная физика




ЗНАНИЯ НЕЛЬЗЯ
КУПИТЬ,
ЗДЕСЬ ИХ ДАЮТ
БЕСПЛАТНО!


Книги по физике книги по физике - повышение IQ
Викторина по физике
Викторина для физика
Физика в кадре
Физика в кадре

Учителю
В помощь учителю
Решение задач
Решение задач
Презентации
Учебные презентации









© Балдина Е.А., 2004-2013 "Класс!ная физика"
Яндекс.Метрика
Hosted by uCoz