في أي بيئة ينتقل الصوت بشكل أسرع. حيث ينتقل الصوت بشكل أسرع. ملامح انتشار الموجات الصوتية في الماء

يغطي هذا الدرس موضوع "الموجات الصوتية". في هذا الدرس ، سنواصل دراستنا للصوتيات. أولاً ، سنكرر تعريف الموجات الصوتية ، ثم سننظر في نطاقات ترددها ونتعرف على مفهوم الموجات فوق الصوتية والموجات فوق الصوتية. سنناقش أيضًا الخصائص الكامنة في الموجات الصوتية في بيئات مختلفة ، ومعرفة خصائصها. .

موجات صوتيه -هذه اهتزازات ميكانيكية ، والتي تنتشر وتتفاعل مع جهاز السمع ، يدركها الشخص (الشكل 1).

أرز. 1. موجة صوتية

القسم الذي يتعامل مع هذه الموجات في الفيزياء يسمى الصوتيات. مهنة الناس الذين يطلق عليهم "الشائعات" في عامة الناس هي الصوتيات. الموجة الصوتية هي موجة تنتشر في وسط مرن ، وهي موجة طولية ، وعندما تنتشر في وسط مرن ، يتناوب الانضغاط والاسترخاء. ينتقل بمرور الوقت عبر مسافة (الشكل 2).

أرز. 2. انتشار الموجة الصوتية

تشمل الموجات الصوتية تلك الاهتزازات التي يتم إجراؤها بتردد من 20 إلى 20000 هرتز. بالنسبة لهذه الترددات ، الأطوال الموجية المقابلة هي 17 م (20 هرتز) و 17 مم (20000 هرتز). سيشار إلى هذا النطاق على أنه صوت مسموع. يتم إعطاء هذه الأطوال الموجية للهواء ، حيث تكون سرعة انتشار الصوت.

هناك أيضًا نطاقات تتعامل معها الصوتيات - فوق الصوتية وفوق الصوتية. الأشعة تحت الصوتية هي تلك التي يقل ترددها عن 20 هرتز. والموجات فوق الصوتية هي تلك التي يزيد ترددها عن 20000 هرتز (الشكل 3).

أرز. 3. نطاقات الموجات الصوتية

يجب أن يتنقل كل شخص متعلم في نطاق تردد الموجات الصوتية وأن يعرف أنه إذا ذهب إلى فحص بالموجات فوق الصوتية ، فسيتم إنشاء الصورة على شاشة الكمبيوتر بتردد يزيد عن 20000 هرتز.

الموجات فوق الصوتية -هذه موجات ميكانيكية ، تشبه الموجات الصوتية ، ولكن بتردد من 20 كيلوهرتز إلى مليار هيرتز.

يتم استدعاء الموجات التي يزيد ترددها عن مليار هرتز فرط الصوت.

تستخدم الموجات فوق الصوتية لاكتشاف العيوب في أجزاء المصبوب. يتم توجيه تيار من الإشارات فوق الصوتية القصيرة إلى الجزء المراد فحصه. في تلك الأماكن التي لا توجد بها عيوب ، تمر الإشارات عبر الجزء دون أن يتم تسجيلها بواسطة جهاز الاستقبال.

إذا كان هناك صدع أو تجويف هوائي أو عدم تجانس آخر في الجزء ، فعندئذ تنعكس إشارة الموجات فوق الصوتية منه وتدخل في المستقبل إلى المستقبل. هذه الطريقة تسمى كشف الخلل بالموجات فوق الصوتية.

ومن الأمثلة الأخرى لتطبيقات الموجات فوق الصوتية آلات الموجات فوق الصوتية وآلات الموجات فوق الصوتية والعلاج بالموجات فوق الصوتية.

الأشعة تحت الصوتية -موجات ميكانيكية تشبه الموجات الصوتية ولكن ترددها أقل من 20 هرتز. لا ينظر إليهم من قبل أذن الإنسان.

المصادر الطبيعية للموجات فوق الصوتية هي العواصف وأمواج تسونامي والزلازل والأعاصير والانفجارات البركانية والعواصف الرعدية.

تعتبر الأشعة تحت الصوتية أيضًا موجة مهمة تستخدم في اهتزاز السطح (على سبيل المثال ، لتدمير بعض الأجسام الكبيرة). نطلق الموجات فوق الصوتية في التربة - ويتم سحق التربة. أين يستخدم هذا؟ على سبيل المثال ، في مناجم الماس ، حيث يتم أخذ الركاز حيث توجد مكونات الماس ، ويتم سحقه إلى جزيئات صغيرة للعثور على شوائب الماس هذه (الشكل 4).

أرز. 4. تطبيق الأشعة تحت الصوتية

سرعة الصوت تعتمد على الظروف البيئية ودرجة الحرارة (الشكل 5).

أرز. 5. سرعة انتشار الموجة الصوتية في الوسائط المختلفة

ملحوظة: في الهواء ، تزداد سرعة الصوت بمقدار. إذا كنت باحثًا ، فقد تكون هذه المعرفة مفيدة لك. قد تبتكر نوعًا من أجهزة استشعار درجة الحرارة التي ستسجل الاختلافات في درجات الحرارة عن طريق تغيير سرعة الصوت في البيئة. نحن نعلم بالفعل أنه كلما كان الوسط أكثر كثافة ، كلما زادت خطورة التفاعل بين جزيئات الوسط ، زادت سرعة انتشار الموجة. ناقشنا هذا في الفقرة الأخيرة باستخدام مثال الهواء الجاف والهواء الرطب. بالنسبة للمياه ، سرعة انتشار الصوت. إذا قمت بإنشاء موجة صوتية (طرق على شوكة رنانة) ، فإن سرعة انتشارها في الماء ستكون 4 مرات أكبر من الهواء. ستنتقل المعلومات عن طريق الماء أسرع 4 مرات من السفر عن طريق الجو. وحتى أسرع في الفولاذ: (الشكل 6).

أرز. 6. سرعة انتشار الموجة الصوتية

أنت تعلم من الملاحم التي استخدمها إيليا مورومتس (وجميع الأبطال والروس العاديين والفتيان من Gaidar's RVS) ، استخدموا طريقة شيقة للغاية لاكتشاف كائن يقترب ، لكنه لا يزال بعيدًا. الصوت الذي تصدره أثناء القيادة لم يُسمع بعد. إيليا موروميتس ، يميل أذنه على الأرض ، يمكنه سماعه. لماذا ا؟ لأن الصوت ينتقل بسرعة أعلى على أرض صلبة ، مما يعني أنه سيصل إلى أذن Ilya Muromets بشكل أسرع ، وسيكون قادرًا على الاستعداد لمواجهة العدو.

أكثر الموجات الصوتية إثارة هي الأصوات الموسيقية والضوضاء. ما الأشياء التي يمكن أن تخلق موجات صوتية؟ إذا أخذنا مصدرًا للموجة ووسطًا مرنًا ، وإذا جعلنا مصدرًا للصوت يهتز بشكل متناغم ، فسنحصل على موجة صوتية رائعة ، والتي ستسمى صوتًا موسيقيًا. يمكن أن تكون مصادر الموجات الصوتية هذه ، على سبيل المثال ، أوتار جيتار أو بيانو كبير. يمكن أن تكون هذه موجة صوتية يتم إنشاؤها في فجوة أنبوب هواء (عضو أو أنبوب). من دروس الموسيقى ، تعرف الملاحظات: do، re، mi، fa، sol، la، si. في علم الصوتيات ، يطلق عليهم النغمات (الشكل 7).

أرز. 7. النغمات الموسيقية

سيكون لجميع الكائنات التي يمكن أن تصدر نغمات ميزات خاصة. كيف يختلفون؟ تختلف في الطول الموجي والتردد. إذا تم إنشاء هذه الموجات الصوتية بواسطة أجسام صوتية غير متناغمة أو لم يتم توصيلها بقطعة أوركسترالية مشتركة ، فسيتم تسمية هذا العدد من الأصوات بالضوضاء.

ضوضاء- اهتزازات عشوائية ذات طبيعة فيزيائية مختلفة ، تتميز بتعقيد الهيكل الزمني والطيفي. مفهوم الضوضاء هو مفهوم يومي وهناك مادي ، وهما متشابهان للغاية ، وبالتالي فإننا نقدمه كموضوع مهم منفصل في الاعتبار.

الانتقال إلى التقييمات الكميةموجات صوتيه. ما هي خصائص الموجات الصوتية الموسيقية؟ تنطبق هذه الخصائص حصريًا على اهتزازات الصوت التوافقي. لذا، حجم الصوت... ما الذي يحدد حجم الصوت؟ ضع في اعتبارك انتشار الموجة الصوتية في الوقت المناسب أو اهتزاز مصدر الموجة الصوتية (الشكل 8).

أرز. 8. حجم الصوت

في الوقت نفسه ، إذا لم نضف الكثير من الصوت إلى النظام (على سبيل المثال ، نقر على مفتاح البيانو بهدوء) ، فسيكون هناك صوت هادئ. إذا رفعنا أيدينا بصوت عالٍ ، نسمي هذا الصوت بالضغط على المفتاح ، فسنحصل على صوت مرتفع. على ماذا تعتمد؟ الصوت الهادئ له نطاق اهتزاز أقل من الصوت العالي.

السمة المهمة التالية للصوت الموسيقي وأي سمة أخرى هي ارتفاع... على ماذا تعتمد درجة الصوت؟ الملعب يعتمد على التردد. يمكننا أن نجعل المصدر يتأرجح كثيرًا ، أو يمكننا جعله يتأرجح ليس بسرعة كبيرة (أي جعل التذبذبات أقل لكل وحدة زمنية). ضع في اعتبارك المسح الزمني للصوت العالي والمنخفض من نفس السعة (الشكل 9).

أرز. 9. الصوت الملعب

يمكن استخلاص نتيجة مثيرة للاهتمام. إذا غنى شخص بصوت الجهير ، فهذا يعني أن لديه مصدر صوت (هذا الأحبال الصوتية) يتقلب أبطأ عدة مرات من الشخص الذي يغني سوبرانو. في الحالة الثانية ، تهتز الحبال الصوتية في كثير من الأحيان ، وبالتالي فإنها تسبب في كثير من الأحيان بؤر ضغط وفراغ في انتشار الموجة.

هناك خاصية أخرى مثيرة للاهتمام للموجات الصوتية لا يدرسها الفيزيائيون. هذه طابع الصوت... أنت تعرف وتميز بسهولة نفس القطعة الموسيقية التي يتم عزفها على البالاليكا أو التشيلو. ما الفرق بين هذه الأصوات أم هو هذا الأداء؟ في بداية التجربة ، طلبنا من الأشخاص الذين يستخرجون الأصوات جعلها بنفس السعة تقريبًا ، بحيث يكون حجم الصوت متماثلًا. يشبه الأمر حالة الأوركسترا: إذا لم تكن بحاجة إلى اختيار آلة موسيقية ، فكل شخص يلعب بنفس القوة بنفس القوة. لذا فإن جرس بالاليكا والتشيلو مختلف. إذا رسمنا الصوت المستخرج من آلة ، من أخرى ، باستخدام الرسوم البيانية ، فسيكونان متماثلين. ولكن يمكنك بسهولة التمييز بين هذه الآلات من خلال صوتها.

مثال آخر على أهمية الجرس. تخيل مغنيين يتخرجان من نفس كلية الموسيقى مع نفس المعلمين. لقد درسوا بشكل جيد للصفوف. لسبب ما ، يصبح المرء مؤديًا بارزًا ، بينما يكون الآخر غير راضٍ عن حياته المهنية طوال حياته. في الواقع ، يتم تحديد ذلك حصريًا من خلال أداتهم ، والتي تسبب اهتزازات صوتية فقط في البيئة ، أي أصواتهم تختلف في الجرس.

فهرس

1. سوكولوفيتش يو إيه ، بوجدانوفا جي إس. الفيزياء: كتيب بأمثلة لحل المشكلات. - إعادة توزيع الطبعة الثانية. - العاشر: فيستا: دار نشر رانوك ، 2005. - 464 ص.
2. Peryshkin A.V. ، Gutnik EM ، الفيزياء. الصف التاسع: كتاب مدرسي للتعليم العام. المؤسسات / A.V. بيريشكين ، إي. جوتنيك. - الطبعة 14 ، الصورة النمطية. - م: بوستارد ، 2009. - 300 ص.

1. بوابة الإنترنت "eduspb.com" ()
2. بوابة الإنترنت "msk.edu.ua" ()
3. بوابة الإنترنت "class-fizika.narod.ru" ()

الواجب المنزلي

1. كيف ينتشر الصوت؟ ماذا يمكن أن يكون مصدر الصوت؟
2. هل يمكن للصوت أن ينتشر في الفضاء؟
3. هل كل موجة تصل إلى عضو السمع البشري تدركها؟

إذا كانت الموجة الصوتية لا تواجه عقبات في طريقها ، فإنها تنتشر بالتساوي في جميع الاتجاهات. لكن لا تصبح كل عقبة عقبة أمامها.

بعد أن واجه عقبة في طريقه ، يمكن أن ينحني الصوت حوله أو ينعكس أو ينكسر أو يمتص.

حيود الصوت

يمكننا التحدث إلى شخص يقف على زاوية مبنى أو خلف شجرة أو خلف سياج ، رغم أننا لا نراه. نسمعها لأن الصوت قادر على الانحناء حول هذه الأشياء والتغلغل في المنطقة خلفها.

تسمى قدرة الموجة على الانحناء حول عقبة الانحراف .

يكون الانعراج ممكنًا عندما يتجاوز الطول الموجي للصوت حجم العائق. الموجات الصوتية منخفضة التردد طويلة جدًا. على سبيل المثال ، عند تردد 100 هرتز ، يكون 3.37 م ، ومع انخفاض التردد ، يصبح الطول أكبر. لذلك ، فإن الموجة الصوتية تنحني بسهولة حول الأشياء التي تتناسب معها. لا تمنعنا الأشجار في الحديقة من سماع الأصوات إطلاقاً ، لأن أقطار جذوعها أقل بكثير من طول الموجة الصوتية.

بسبب الانعراج ، تخترق الموجات الصوتية فتحات وثقوب في أحد العوائق وتنتشر خلفها.

نضع شاشة مسطحة بها فتحة في مسار الموجة الصوتية.

في حالة طول الموجة الصوتية ƛ أكبر بكثير من قطر التجويف د ، أو أن هذه القيم متساوية تقريبًا ، فعندئذٍ يصل الصوت خلف الفتحة إلى جميع نقاط المنطقة الموجودة خلف الشاشة (منطقة ظل الصوت). ستظهر مقدمة الموجة الخارجة على شكل نصف كرة.

إذا ƛ أصغر بقليل من قطر الشق ، ثم ينتشر الجزء الرئيسي من الموجة مباشرة ، ويتباعد جزء صغير قليلاً عن الجانبين. وفي حالة متى ƛ اقل بكثير د ، فإن الموجة بأكملها ستسير في الاتجاه الأمامي.

انعكاس الصوت

إذا اصطدمت موجة صوتية بالواجهة بين وسيطين ، فمن الممكن أن تكون هناك خيارات مختلفة لانتشارها الإضافي. يمكن أن ينعكس الصوت من الواجهة ، ويمكن أن ينتقل إلى وسيط آخر دون تغيير الاتجاه ، أو يمكن أن ينكسر ، أي الانتقال عن طريق تغيير اتجاهه.

افترض أن هناك عقبة في مسار الموجة الصوتية ، حجمها أكبر بكثير من الطول الموجي ، على سبيل المثال ، صخرة شديدة. كيف سيتصرف الصوت؟ نظرًا لأنه لا يستطيع الالتفاف على هذه العقبة ، فسوف ينعكس عليه. وراء العقبة منطقة الظل الصوتية .

يسمى الصوت المنعكس من عائق صدى صوت .

يمكن أن تكون طبيعة انعكاس الموجة الصوتية مختلفة. ذلك يعتمد على شكل السطح العاكس.

انعكاس يسمى التغيير في اتجاه الموجة الصوتية عند الواجهة بين وسيطين مختلفين. عندما تنعكس الموجة ، تعود إلى البيئة التي أتت منها.

إذا كان السطح مسطحًا ، يرتد الصوت عنه ، تمامًا مثل شعاع الضوء المنعكس في المرآة.

الحزم الصوتية المنعكسة من سطح مقعر مركزة في نقطة واحدة.

يشتت الصوت على السطح المحدب.

الأعمدة المحدبة والقوالب الكبيرة والثريات وما إلى ذلك تعطي تأثيرًا منتشرًا.

لا ينتقل الصوت من وسيط إلى آخر ، بل ينعكس منه إذا اختلفت كثافات الوسائط اختلافًا كبيرًا. لذا فإن الصوت الذي يظهر في الماء لا ينتقل إلى الهواء. ينعكس من الواجهة ، فإنه يبقى في الماء. لن يسمع أي شخص يقف على ضفة النهر هذا الصوت. هذا بسبب الاختلاف الكبير في مقاومة الأمواج للماء والهواء. في علم الصوتيات ، مقاومة الموجة تساوي ناتج كثافة الوسط وسرعة الصوت فيه. نظرًا لأن مقاومة موجة الغازات أقل بكثير من مقاومة الموجة للسوائل والمواد الصلبة ، ثم السقوط على حدود الهواء والماء ، تنعكس الموجة الصوتية.

لا تسمع الأسماك في الماء الصوت الذي يظهر فوق سطح الماء ، لكنها تميز الصوت بوضوح ، ومصدره جسم يهتز في الماء.

انكسار الصوت

يسمى تغيير اتجاه انتشار الصوت الانكسار ... تحدث هذه الظاهرة عندما ينتقل الصوت من وسط إلى آخر ، وتختلف سرعة انتشاره في هذه البيئات.

نسبة جيب زاوية السقوط إلى جيب زاوية الانعكاس تساوي نسبة سرعات انتشار الصوت في الوسائط.

أين أنا - زاوية السقوط،

ص - زاوية الانعكاس ،

الخامس 1 هي سرعة انتشار الصوت في الوسيط الأول ،

الخامس 2 - سرعة انتشار الصوت في الوسط الثاني ،

ن هو معامل الانكسار.

يسمى انكسار الصوت الانكسار .

إذا لم تسقط الموجة الصوتية بشكل عمودي على السطح ، ولكن بزاوية غير 90 درجة ، فإن الموجة المنكسرة ستنحرف عن اتجاه الموجة الساقطة.

يمكن ملاحظة انكسار الصوت ليس فقط في الواجهة بين الوسائط. يمكن للموجات الصوتية أن تغير اتجاهها في وسط غير متجانس - الغلاف الجوي ، المحيط.

في الغلاف الجوي ، يحدث الانكسار بسبب التغيرات في درجة حرارة الهواء وسرعة واتجاه حركة الكتل الهوائية. وفي المحيط ، يظهر ذلك بسبب عدم تجانس خواص الماء - ضغط هيدروستاتيكي مختلف في أعماق مختلفة ودرجات حرارة مختلفة وملوحة مختلفة.

امتصاص الصوت

عندما تلتقي الموجة الصوتية بسطح ما ، يتم امتصاص جزء من طاقتها. ويمكن تحديد مقدار الطاقة التي يمكن للوسيط امتصاصها من خلال معرفة معامل امتصاص الصوت. يوضح هذا المعامل أي جزء من طاقة اهتزازات الصوت يمتص بواسطة 1 م 2 من العائق. لها قيمة بين 0 و 1.

تسمى وحدة قياس امتصاص الصوت سابين ... حصلت على اسمها من اسم الفيزيائي الأمريكي والاس كليمان سابين ، مؤسس الصوتيات المعمارية. 1 سابين هي الطاقة التي يمتصها 1 م 2 من السطح ، ومعامل امتصاصها هو 1. أي أن مثل هذا السطح يجب أن يمتص تمامًا كل طاقة الموجة الصوتية.

صدى

والاس سابين

تستخدم خاصية المواد لامتصاص الصوت على نطاق واسع في الهندسة المعمارية. أثناء البحث في صوتيات قاعة المحاضرات ، توصل والاس كليمنت سابين ، وهو جزء من متحف Fogg الذي تم بناؤه حديثًا ، إلى استنتاج مفاده أن هناك علاقة بين حجم القاعة والظروف الصوتية ونوع ومساحة مواد امتصاص الصوت ، و وقت صدى .

صدى تسمى عملية انعكاس الموجة الصوتية من العوائق والتوهين التدريجي لها بعد إطفاء مصدر الصوت. في مكان مغلق ، يمكن أن ينعكس الصوت عدة مرات من الجدران والأشياء. نتيجة لذلك ، يتم إنشاء أصداء مختلفة ، كل منها يبدو ، كما كان ، بمعزل عن غيرها. هذا التأثير يسمى تأثير الصدى .

أهم ما يميز الغرفة هو وقت صدى التي دخلها سابين وحسابها.

أين الخامس - حجم الغرفة ،

أ - امتصاص الصوت العام.

أين أ أنا هو معامل امتصاص الصوت للمادة ،

S أنا - مساحة كل سطح.

إذا كان وقت الصدى طويلاً ، يبدو أن الأصوات "تجول" في القاعة. يتداخلان مع بعضهما البعض ، ويغرقان مصدر الصوت الرئيسي ، وتصبح القاعة مزدهرة. مع فترة ارتداد قصيرة ، تمتص الجدران الأصوات بسرعة وتصبح باهتة. لذلك ، يجب أن يكون لكل غرفة حسابها الدقيق.

بناءً على حساباته ، وضع سابين المواد الممتصة للصوت بطريقة تقلل "تأثير الصدى". ولا تزال قاعة بوسطن السيمفونية ، التي كان يعمل فيها مستشارًا صوتيًا ، من أفضل القاعات في العالم.

نقل الصوت

لا تعتقد أن الصوت ينتقل فقط عبر الهواء. يمكن أن تمر عبر مواد أخرى - غازية ، سائلة ، حتى صلبة. ينتقل الصوت في الماء أسرع بأربع مرات منه في الهواء.

إذا كنت تشك في أن الصوت يمكن أن ينتقل عبر الماء ، فاسأل العمال الذين يتعين عليهم زيارة الهياكل تحت الماء: سيؤكدون لك أن أصوات الساحل مسموعة بوضوح تحت الماء.

وستتعلم من الصيادين أن الأسماك تتناثر عند أدنى ضوضاء مريبة على الشاطئ.

قاس العلماء قبل 200 عام بالضبط مدى سرعة تشغيل الصوت تحت الماء. تم ذلك في إحدى البحيرات السويسرية - في جنيف. ركب اثنان من علماء الفيزياء القوارب وافترقا عن بعضهما البعض حوالي ثلاثة كيلومترات. من جانب أحد القوارب ، علق جرسًا تحت الماء ، والذي يمكن أن يضرب بمطرقة ذات مقبض طويل. تم توصيل هذا المقبض بجهاز لإشعال البارود في قذيفة هاون صغيرة مثبتة على مقدمة القارب: بالتزامن مع صوت الجرس ، اندلع البارود ، ويمكن رؤية وميض ساطع بعيدًا. بالطبع ، تمكن الفيزيائي الذي كان جالسًا في القارب الآخر من رؤية هذا الوميض ، واستمع إلى صوت جرس في أنبوب تم إنزاله تحت الماء. من خلال تأخير الصوت مقارنة بالفلاش ، تم تحديد عدد الثواني التي يمر فيها الصوت عبر الماء من قارب إلى آخر. وجد بمثل هذه التجارب أن الصوت في الماء ينتقل حوالي 1440 مترًا في الثانية.

المواد الصلبة المرنة ، مثل الحديد الزهر ، والخشب ، والعظام ، تنقل الصوت بشكل أفضل وأسرع. ضع أذنك على طرف طويل الأخشابأو سجلات واطلب من صديق أن يضرب الطرف الآخر بعصا ، فسوف تسمع صوتًا مزعجًا لضربة تنتقل عبر طول الشريط بالكامل. إذا كانت البيئة المحيطة هادئة بما فيه الكفاية ولم تتدخل الضوضاء الخارجية ، فمن الممكن حتى أن تسمع من خلال الشريط دقات الساعة المضبوطة على الطرف المقابل. ينتقل الصوت جيدًا أيضًا من خلال قضبان أو عوارض حديدية ، عبر أنابيب من الحديد الزهر ، عبر التربة. من خلال وضع أذنك على الأرض ، يمكنك سماع دقات أرجل الخيول قبل أن تصل في الهواء بوقت طويل ؛ وتسمع أصوات طلقات المدافع بهذه الطريقة من مدافع بعيدة لا تسمع هديرها في الهواء على الإطلاق. تنقل المواد الصلبة المرنة الصوت جيدًا ؛ تقوم الأنسجة الرخوة والمواد الرخوة وغير المرنة بنقل الصوت بشكل سيئ للغاية من خلال نفسها - فهي "تمتصه". هذا هو سبب تعليقهم للستائر السميكة على الأبواب إذا كانوا يريدون عدم وصول الصوت إلى الغرفة المجاورة. يؤثر السجاد والأثاث المنجد والملابس على الصوت بنفس الطريقة.

هذا النص هو جزء تمهيدي.من كتاب أحدث كتاب الحقائق. المجلد 3 [الفيزياء والكيمياء والتكنولوجيا. التاريخ وعلم الآثار. متفرقات] المؤلف كوندراشوف أناتولي بافلوفيتش

من كتاب الفيزياء عند كل منعطف المؤلف بيرلمان ياكوف إيزيدوروفيتش

سرعة الصوت هل سبق لك أن شاهدت حطابًا يقطع شجرة من مسافة بعيدة؟ أو ربما شاهدت نجارًا يعمل عن بعد ، يطرق في المسامير؟ ربما لاحظت شيئًا غريبًا جدًا في نفس الوقت: لا تسمع الضربة عندما تصطدم الفأس بشجرة أو

من كتاب الحركة. حرارة المؤلف Kitaigorodsky الكسندر إيزاكوفيتش

قوة الصوت كيف يضعف الصوت مع المسافة؟ سيخبرك الفيزيائي أن الصوت يخفف "عكسيا مع مربع المسافة". وهذا يعني ما يلي: من أجل سماع صوت الجرس على مسافة ثلاثية بصوت عالٍ كما هو الحال على مسافة واحدة ، فأنت بحاجة إلى ذلك في وقت واحد

من كتاب نيكولا تسلا. محاضرات. مقالات. المؤلف تسلا نيكولا

سرعة الصوت لا تخف من الرعد بعد وميض البرق. ربما سمعت عن هذا. و لماذا؟ الحقيقة هي أن الضوء ينتقل أسرع من الصوت بما لا يقاس - على الفور تقريبًا. يحدث الرعد والبرق في نفس اللحظة ، لكننا نرى البرق في الداخل

من كتاب للفيزيائيين الشباب [تجارب وترفيه] المؤلف بيرلمان ياكوف إيزيدوروفيتش

جرس الصوت لقد رأيت كيف يتم ضبط الجيتار - يتم سحب الوتر على أوتاد الضبط. إذا كان طول الوتر ودرجة الشد متطابقتين ، فإن الوتر سيصدر ، عند لمسه ، نغمة محددة جدًا ؛ ومع ذلك ، إذا كنت تستمع إلى صوت الوتر عن طريق لمسه في أماكن مختلفة -

من كتاب ما يقوله النور المؤلف سوفوروف سيرجي جورجيفيتش

الطاقة الصوتية جميع جزيئات الهواء المحيطة بجسم السبر في حالة اهتزاز. كما اكتشفنا في الفصل الخامس ، فإن نقطة المادة التي تتأرجح وفقًا لقانون الجيب لها طاقة كلية محددة وغير متغيرة. عندما تتجاوز نقطة التذبذب الموضع

من كتاب كيفية فهم قوانين الفيزياء المعقدة. 100 تجربة بسيطة وممتعة للأطفال وأولياء أمورهم المؤلف ديمترييف الكسندر ستانيسلافوفيتش

توهين الصوت مع المسافة من جهاز السبر تنتشر الموجة الصوتية بالطبع في جميع الاتجاهات ، فلنرسم عقليًا مجالين من أنصاف أقطار مختلفة بالقرب من مصدر الصوت. بالطبع ، ستمر الطاقة الصوتية التي تمر عبر الكرة الأولى أيضًا عبر الكرة الكروية الثانية

من كتاب بين النجوم: العلم وراء الكواليس المؤلف ثورن كيب ستيفن

انعكاس الصوت في هذا القسم ، سنفترض أن الطول الموجي للصوت صغير بدرجة كافية ، وبالتالي ، ينتقل هذا الصوت عبر الحزم. ماذا يحدث عندما يضرب شعاع الصوت هذا سطحًا صلبًا من الهواء؟ من الواضح أن هناك انعكاس في هذه الحالة

من كتاب المؤلف

اكتشاف خصائص غير متوقعة للغلاف الجوي - تجارب غريبة - نقل الطاقة الكهربائية على سلك واحد دون عودة - الإرسال عبر الأرض دون أسلاك على الإطلاق. تعال إلى إدراك ذلك

من كتاب المؤلف

نقل الطاقة الكهربائية بدون أسلاك * بحلول نهاية عام 1898 ، قادني البحث المنهجي الذي تم إجراؤه لسنوات عديدة لتحسين طريقة نقل الطاقة الكهربائية عبر البيئة الطبيعية ، إلى فهم ثلاث احتياجات مهمة ؛ اول واحد هو

من كتاب المؤلف

من كتاب المؤلف

نقل الصوت عن طريق الراديو مولد أنبوبي ، يظهر الرسم التخطيطي له في الشكل. 24 يولد انبعاثات راديوية مع معلمات ثابتة. دعنا نجعل إضافة صغيرة إليها: سنقوم بالاتصال بالدائرة لتزويد الجهد بشبكة الأنبوب المفرغ من خلال الحث

من كتاب المؤلف

48 نقل الطاقة من خلال المادة من أجل التجربة ، نحتاج إلى: عشر عملات روبلية. لقد التقينا بالفعل مع موجات مختلفة. هذه تجربة قديمة أخرى تبدو مضحكة جدًا وتوضح كيف تنتقل الموجة عبر شيء ما. خذ تغييرًا بسيطًا - العملات المعدنية ، على سبيل المثال

من كتاب المؤلف

30. تمرير الرسائل إلى مجموعة قواعد العارض السابقة قبل أن يخرج كريستوفر نولان فيلم Interstellar ويعيد صياغة النص ، أخبرني شقيقه جوناه عن مجموعة من القواعد.

من كتاب المؤلف

الفصل 30. إرسال الرسائل إلى الماضي لمعرفة كيف يتصور علماء الفيزياء المعاصرون السفر عبر الزمن بأربعة أبعاد للزمكان بدون كتلة ، انظر الفصل الأخير من الثقوب السوداء وطيات الزمن [Thorne 2009] ، الفصول ،

من كتاب المؤلف

الفصل 30. إرسال الرسائل إلى الماضي في الجملة ، وكذلك في غشاؤنا ، فإن المواقف في الزمكان ، والتي يمكن فيها نقل الرسائل وأي شيء بشكل عام ، يمكن نقلها ، مقيدة بالقانون ، الذي يقول: لا شيء يمكن أن يتحرك أسرع من الضوء. للاستكشاف

نحن ندرك الأصوات على مسافة من مصادرها. عادة ما يصل إلينا الصوت عبر الهواء. الهواء هو وسيط مرن ينقل الصوت.

إذا تمت إزالة وسيط إرسال الصوت بين المصدر والمستقبل ، فلن ينتشر الصوت ، وبالتالي لن يدركه المستقبِل. دعنا نظهر هذا من خلال التجربة.

ضع المنبه تحت جرس مضخة الهواء (الشكل 80). طالما يوجد هواء في الجرس ، يمكن سماع صوت الجرس بوضوح. عندما يتم ضخ الهواء من تحت الجرس ، يضعف الصوت تدريجيًا ويصبح غير مسموع في النهاية. بدون وسيط نقل ، لا يمكن أن تنتشر اهتزازات الصنج ، ولا يصل الصوت إلى آذاننا. دعونا ندع الهواء تحت الجرس ونسمع الرنين مرة أخرى.

أرز. 80. تجربة تثبت أنه في الفضاء ، حيث لا توجد بيئة مادية ، لا ينتشر الصوت

المواد المرنة ، مثل المعادن ، والخشب ، والسوائل ، والغازات ، توصل الأصوات بشكل جيد.

نضع ساعة الجيب على أحد طرفي لوح خشبي ، وننتقل نحن أنفسنا إلى الطرف الآخر. ضع أذنك على السبورة ، وسنسمع الساعة.

اربط خيطًا بملعقة معدنية. اربط نهاية الخيط بأذنك. بضرب الملعقة ، نسمع صوتًا قويًا. سوف نسمع صوتًا أقوى إذا استبدلنا الخيط بسلك.

الأجسام اللينة والمسامية هي موصلات ضعيفة للصوت. لحماية أي غرفة من اختراق الأصوات الدخيلة ، يتم وضع الجدران والأرضية والسقف بطبقات من مواد تمتص الصوت. يتم استخدام اللباد ، والفلين المضغوط ، والأحجار المسامية ، والمواد الاصطناعية المختلفة (على سبيل المثال ، الرغوة) المصنوعة على أساس البوليمرات الرغوية كطبقات بينية. يتلاشى الصوت في هذه الطبقات بسرعة.

السوائل تعمل بشكل جيد. الأسماك ، على سبيل المثال ، تسمع خطى وأصوات جيدة على الشاطئ ، كما يعرف الصيادون المتمرسون.

لذلك ، ينتشر الصوت في أي وسط مرن - صلب ، سائل ، غازي ، لكنه لا ينتشر في الفضاء حيث لا توجد مادة.

تذبذبات المصدر تخلق موجة مرنة من تردد الصوت في بيئتها. تعمل الموجة التي تصل إلى الأذن على طبلة الأذن ، مما يجعلها تهتز بتردد يتوافق مع تردد مصدر الصوت. الارتعاش طبلة الأذنتنتقل عبر نظام العظم إلى نهايات العصب السمعي ، مما يؤدي إلى تهييجها وبالتالي إحداث إحساس بالصوت.

دعونا نتذكر أن الموجات الطولية المرنة فقط يمكن أن توجد في الغازات والسوائل. الصوت في الهواء ، على سبيل المثال ، ينتقل عن طريق الموجات الطولية ، أي بالتناوب بين سماكة وخلخلة الهواء القادم من مصدر الصوت.

الموجة الصوتية ، مثل أي موجات ميكانيكية أخرى ، لا تنتشر في الفضاء على الفور ، ولكن بسرعة معينة. يمكن ملاحظة ذلك ، على سبيل المثال ، من خلال مراقبة إطلاق النار من مسدس من بعيد. أولاً ، نرى نارًا ودخانًا ، ثم بعد فترة نسمع صوت طلقة. يظهر الدخان في نفس وقت حدوث أول اهتزاز صوتي. بقياس الفترة الزمنية t بين لحظة ظهور الصوت (لحظة ظهور الدخان) ولحظة وصوله إلى الأذن ، يمكنك تحديد سرعة انتشار الصوت:

تظهر القياسات أن سرعة الصوت في الهواء عند 0 درجة مئوية والضغط الجوي الطبيعي 332 م / ث.

كلما ارتفعت درجة الحرارة ، زادت سرعة الصوت في الغازات. على سبيل المثال ، عند 20 درجة مئوية تكون سرعة الصوت في الهواء 343 م / ث ، عند 60 درجة مئوية - 366 م / ث ، عند 100 درجة مئوية - 387 م / ث. ويفسر ذلك حقيقة أنه مع زيادة درجة الحرارة ، تزداد مرونة الغازات ، وكلما زادت القوى المرنة التي تنشأ في الوسط أثناء تشوهه ، زادت حركة الجسيمات وانتقلت الاهتزازات الأسرع من نقطة إلى أخرى .

تعتمد سرعة الصوت أيضًا على خصائص الوسط الذي ينتشر فيه الصوت. على سبيل المثال ، عند 0 درجة مئوية ، تكون سرعة الصوت في الهيدروجين 1284 م / ث ، وثاني أكسيد الكربون 259 م / ث ، لأن جزيئات الهيدروجين أقل كتلة وأقل خاملة.

في الوقت الحاضر يمكن قياس سرعة الصوت في أي بيئة.

الجزيئات في السوائل والمواد الصلبة أقرب لبعضها البعض وتتفاعل بقوة أكبر من جزيئات الغاز. لذلك ، فإن سرعة الصوت في الوسائط السائلة والصلبة أكبر منها في الوسائط الغازية.

نظرًا لأن الصوت عبارة عن موجة ، إذن لتحديد سرعة الصوت ، بالإضافة إلى الصيغة V = s / t ، يمكنك استخدام الصيغ التي تعرفها: V = λ / T و V = vλ. عند حل المشكلات ، تُعتبر سرعة الصوت في الهواء عادةً تساوي 340 م / ث.

أسئلة

1. ما هو الغرض من التجربة الموضحة في الشكل 80؟ صف كيف يتم تنفيذ هذه التجربة وماذا يتبعها الاستنتاج.
2. هل يمكن للصوت أن ينتشر في الغازات والسوائل والمواد الصلبة؟ أكد إجاباتك بأمثلة.
3. ما الأجسام الأفضل في توصيل الصوت - مرنة أم مسامية؟ أعط أمثلة للأجسام المرنة والمسامية.
4. أي موجة - طولية أم عرضية - هي الصوت المنتشر في الهواء ؛ في الماء؟
5. أعط مثالاً يوضح أن الموجة الصوتية لا تنتشر على الفور ، ولكن بسرعة معينة.

التمرين رقم 30

1. هل يمكن سماع صوت انفجار عنيف على سطح القمر على الأرض؟ برر الجواب.
2. إذا تم ربط نصف صحن الصابون بكل طرف من أطراف الخيط ، فبمساعدة مثل هذا الهاتف يمكنك التحدث بصوت خافت أثناء التواجد في غرف مختلفة. اشرح الظاهرة.
3. حدد سرعة الصوت في الماء إذا كان مصدر يتأرجح لمدة 0.002 ثانية يثير موجات في الماء بطول 2.9 متر.
4. حدد الطول الموجي للصوت 725 هرتز في الهواء والماء والزجاج.
5. ضرب أحد طرفي أنبوب معدني طويل مرة واحدة بمطرقة. هل ينتشر الصوت الناتج عن التأثير إلى الطرف الثاني من الأنبوب فوق المعدن ؛ عبر الهواء داخل الأنبوب؟ كم عدد النبضات التي سيسمعها الشخص في الطرف الآخر من الغليون؟
6. رأى مراقب يقف بالقرب من قسم مستقيم من السكة الحديد بخارًا فوق صافرة قاطرة بخارية تسير في المسافة. بعد ثانيتين من ظهور البخار ، سمع صوت صفارة ، وبعد 34 ثانية ، مرت القاطرة بالراصد. أوجد سرعة القاطرة.

أين ينتقل الصوت بشكل أسرع: في الهواء أم في الماء ؟؟؟ وحصلت على أفضل إجابة

إجابة من Ptishon [المعلم]
سرعة الصوت سرعة الصوت في الغازات (0 درجة مئوية ، 101325 باسكال) ، م / ث نيتروجين 334 أمونيا 415 أسيتيلين 327 هيدروجين 1284 هواء 331.46 هيليوم 965 أكسجين 316 ميثان 430 أول أكسيد الكربون 338 ثاني أكسيد الكربون 259 كلور 206 سرعة الصوت - سرعة انتشار الموجات الصوتية في الوسط ؛ في الغازات ، تكون سرعة الصوت أقل من سرعة السوائل ؛ في السوائل ، تكون سرعة الصوت أقل من سرعة المواد الصلبة ؛ في الهواء في الظروف العادية ، سرعة الصوت الصوت 331.46 م / ث (1193 كم / س) ؛ في الماء سرعة الصوت 1485 م / ث ، في الجوامد سرعة الصوت 2000-6000 م / ث.

إجابة من ارنب ابيض[خبير]
في الماء في الهواء ، تبلغ سرعة الصوت عند 25 درجة مئوية حوالي 330 م / ث ؛ في الماء ، حوالي 1500 م / ث تعتمد القيمة الدقيقة على درجة الحرارة والضغط والملوحة (للمياه) والرطوبة (للهواء)

إجابة من BaNkS777[خبير]
في الماء....

إجابة من و انا[خبير]
ماذا تريد أن تصنع قنبلة صوتية؟ هنا فيزيائيون نوويون)))

إجابة من فلاديمير ت[خبير]
في الماء ، حيث تكون الكثافة أكبر وأسرع (تكون الجزيئات أقرب ويكون النقل أسرع)

إجابة من بولينا ليكوفا[نشيط]
ربما في الهواء (لا أعرف على وجه اليقين) بما أن جميع الحركات في الماء تتباطأ ، لا ينتشر الصوت بهذه السرعة ، حسنًا ، تحقق من ذلك! صفق يديك تحت الماء. سيكون هذا أبطأ مما كان عليه في الهواء تجربتي =) = 8 = (= * 8 = ف

إجابة من 3 إجابات[خبير]

مهلا! فيما يلي مجموعة مختارة من الموضوعات التي تحتوي على إجابات لسؤالك: أين ينتقل الصوت بشكل أسرع: في الهواء أم في الماء ؟؟؟