Un verificatore in media gassoso, liquido e solido, che, quando si ottiene l'udito, è percepito come un suono. La frequenza di queste onde risiede nell'intervallo da 20 a 20.000 oscillazioni al secondo. Diamo formule per l'onda sonora e lo consideriamo più delle sue proprietà.

Perché appare l'onda sonora?

Molte persone si chiedono che cos'è un'onda sonora. La natura del suono è il verificarsi di perturbazione in un mezzo elastico. Ad esempio, quando una pressione di compressione è perturbata in una certa quantità di aria, quest'area cerca di diffondersi nello spazio. Questo processo porta alla contrazione dell'aria nelle aree adiacenti alla fonte, che cerca anche di espandersi. Questo processo copre sempre più e maggior parte Spazi finché non raggiunge un ricevitore, ad esempio, l'orecchio umano.

Caratteristiche complessive delle onde sonore

Considera le domande su ciò che un'onda sonora è e come è percepito dall'orecchio umano. L'onda sonora è longitudinale, causa oscillazioni delle orecchie con una certa frequenza e ampiezza quando si entra nell'orecchio. Puoi anche rappresentare queste oscillazioni come cambiamenti periodici nella pressione nel microvack dell'aria adiacenti alla membrana. All'inizio aumenta rispetto alla normale pressione atmosferica, e quindi diminuisce, obbedire alle leggi matematiche del movimento armonico. L'ampiezza dei cambiamenti nella compressione dell'aria, cioè la differenza nella pressione massima o minima generata dall'onda sonora, con pressione atmosferica proporzionale all'ampiezza dell'onda sonora stessa.

Molti esperimenti fisici hanno dimostrato che la pressione massima che può percepire l'orecchio umano senza applicarsi al danno è di 2800 micr / cm 2. Per confronto, diciamo che la pressione atmosferica vicino alla superficie della terra è di 10 milioni di MCN / cm 2. Data la proporzionalità della pressione e dell'ampiezza delle oscillazioni, si può dire che l'ultimo valore anche per le onde più forti è insignificante. Se parliamo della lunghezza dell'onda sonora, allora per la frequenza di 1000 oscillazioni al secondo sarà un millesimo di centimetro.

I suoni più deboli creano fluttuazioni di pressione di circa 0,001 mCH / cm 2, corrispondenti all'ampiezza delle oscillazioni delle onde per una frequenza di 1000 Hz è di 10 -9 cm, mentre il diametro medio delle molecole d'aria è di 10 -8 cm, cioè, cioè L'orecchio di una persona è un organo estremamente sensibile.

Il concetto dell'intensità delle onde sonore

Da un punto di vista geometrico, l'onda sonora è un'oscillazione di una certa forma, con il fisico - la proprietà principale delle onde sonore è la loro capacità di portare energia. L'esempio più importante del trasferimento dell'energia dall'onda dell'onda è il sole, le cui ondale elettromagnetiche emesse forniscono l'energia del nostro intero pianeta.

L'intensità dell'onda sonora in fisica è definita come la quantità di energia che trasporta l'onda attraverso l'unità di superficie, che è perpendicolare alla diffusione dell'onda e per unità di tempo. Parlando più a breve, l'intensità dell'onda è il suo potere tollerante attraverso l'area dell'unità.

La potenza delle onde sonore è fatta su misura in decibel, che si basano su una scala logaritmica, conveniente per l'analisi pratica dei risultati.

L'intensità di vari suoni

La prossima scala in Decibels dà un'idea del significato di varie e sensazioni che provoca:

• la soglia di sensazioni sgradevoli e non commoventi inizia con 120 decibel (DB);
• il martello rivettato crea un rumore di 95 dB;
• treno ad alta velocità - 90 dB;
• strada con un intenso movimento di auto - 70 dB;
• il volume della solita conversazione tra le persone è di 65 dB;
• la macchina moderna che si muove con velocità moderate crea rumore di 50 dB;
• il volume medio della radio è di 40 dB;
• conversazione tranquilla - 20 dB;
• rumore del fogliame dell'albero - 10 dB;
• la soglia minima della sensibilità del suono umano è vicina a 0 dB.

Sensibilità orecchio umano Dipende dalla frequenza del suono ed è il valore massimo per le onde sonore con una frequenza di 2000-3000 Hz. Per il suono, che è in questo intervallo di frequenza, la soglia inferiore della sensibilità umana è di 10 -5 dB. Frequenze più elevate e inferiori rispetto all'intervallo specificato conducono ad un aumento della soglia inferiore della sensibilità in modo tale che la persona vicina a 20 Hz ea 20.000 Hz sia ascoltata venga ascoltata solo con la loro intensità di diverse dozzine DB.

Per quanto riguarda la soglia superiore dell'intensità, dopo di che il suono inizia a causare inconvenienti per l'uomo e persino il dolore, va detto che praticamente non dipende dalla frequenza e si trova entro 110-130 dB.

Caratteristiche geometriche dell'onda sonora

Una vera onda sonora è un complesso pacchetto oscillatorio di onde longitudinali, che può essere decomposta su semplici oscillazioni armoniche. Ogni tale oscillazione è descritta da un punto di vista geometrico con le seguenti caratteristiche:

1. L'ampiezza è la deviazione massima di ogni segmento dell'onda di equilibrio. Per questa grandezza, la designazione A.
2. Periodo. Questa volta, per cui un'onda semplice rende la sua completa fluttuazione. Dopo questo tempo, ogni punto dell'onda inizia a ripetere il suo processo oscillante. Si presume che il periodo significhi la lettera T e misura in secondi nel sistema SI.
3. Frequenza. Questa è una quantità fisica che mostra quante oscillazioni questa ondata fa al secondo. Questo è, nel suo significato, è la grandezza al periodo. È indicato f. Per la frequenza dell'onda sonora, la formula per la sua determinazione attraverso il periodo è la seguente: F \u003d 1 / t.
4. La lunghezza d'onda è la distanza che funziona in un determinato periodo di oscillazioni. La lunghezza d'onda geometrica è la distanza tra le due massime più vicine o due lumi più vicini sulla curva sinusoidale. La lunghezza dell'oscillazione dell'onda sonora è la distanza tra le aree più vicine della compressione dell'aria o i luoghi più vicini del suo vuoto nello spazio in cui si muove l'onda. Di solito è la lettera greca λ.
5. La velocità della propagazione dell'onda sonora è la distanza a cui è distribuita l'area di compressione o l'area di lunghezza d'onda per unità di tempo. Denota questo valore della lettera V. Per la velocità dell'onda sonora della formula, ha il modulo: v \u003d λ * f.

La geometria di un'onda sonora pulita, cioè le onde di purezza costante, obbedisce alla legge sinusoidale. In generale, la formula dell'onda sonora ha la forma: y \u003d a * peccato (ωt), dove Y è il valore di coordinata di questo punto dell'onda, t - tempo, ω \u003d 2 * pi * f è la frequenza ciclica delle oscillazioni .

Suono aperiodico

Molte fonti sonore possono essere considerate periodiche, ad esempio, suono da tale strumenti musicaliCome la chitarra, il pianoforte, il flauto, ma c'è anche un gran numero di suoni in natura, che sono aperiodi, cioè, oscillazioni sonore cambiano la loro frequenza e forma nello spazio. Tecnicamente, tale tipo di suono è chiamato rumore. Esempi luminosi di suono aperiodico sono rumore urbano, rumore del mare, suoni da utensili da tamburo, come tamburi e altri.

Mercoledì delle onde sonore

A differenza delle radiazioni elettromagnetiche, i cui fotoni non hanno bisogno di alcun mezzo reale per la loro distribuzione, la natura del suono è che è necessario per la sua distribuzione un determinato ambiente, cioè, secondo le leggi della fisica, le onde sonore non possono essere distribuite in vacuo .

Il suono può diffondersi in gas, in liquidi e in solidi. Le caratteristiche principali dell'onda sonora che si propagano nel mezzo sono le seguenti:

• l'onda è distribuita linearmente;
• si applica ugualmente in tutte le direzioni in un mezzo omogeneo, cioè il suono è dissipato dalla fonte, formando una superficie sferica ideale.
• indipendentemente dall'ampiezza e dalla frequenza del suono, le sue onde si applicano alla stessa velocità in questo ambiente.

Velocità onde in vari ambienti

La velocità della propagazione del suono dipende dai due fattori principali: sul mezzo in cui l'onda si muove e sulla temperatura. In generale, la seguente regola agisce: il più denso è l'ambiente e maggiore è la sua temperatura, più velocemente il suono si sta muovendo.

Ad esempio, la velocità della propagazione nell'aria di un'onda sonora vicino alla superficie della terra a una temperatura di 20 ℃ e umidità del 50% è 1235 km / h o 343 m / s. In acqua, a una determinata temperatura, il suono si muove più veloce di 4,5 volte, cioè circa 5735 km / h o 1600 m / s. Per quanto riguarda la dipendenza dalla velocità del suono dalla temperatura nell'aria, aumenta di 0,6 m / s con temperatura crescente per ogni grado Celsius.

Timbre e tono

Se si consentono una corda o una piastra metallica di vibrare liberamente, produrrà suoni di frequenze diverse. È molto raro trovare un corpo che avrebbe pubblicato il suono di una frequenza particolare, di solito il suono di qualsiasi oggetto ha un insieme di frequenze in qualche intervallo.

Il timbro sonoro determinato dal numero di armoniche presenti in esso e le loro rispettive intensità. Il timbro è un valore soggettivo, cioè questa è la percezione dell'oggetto del suono con una persona specifica. Il timbro è solitamente caratterizzato dai seguenti aggettivi: alto, lucido, sonoro, melodico e così via.

Il tono è una sana sensazione che lo consente di classificarlo in alto o basso. Questo valore è anche soggettivo e non può essere misurato da alcun strumento. Il tono è associato a un valore obiettivo - la frequenza dell'onda sonora, ma non vi è alcuna comunicazione non ambigua tra di loro. Ad esempio, per il suono a bassa frequenza di intensità costante, il tono cresce con crescente frequenza. Se la frequenza del suono rimane costante e la sua intensità aumenta, il tono diventa inferiore.

Forma di fonti audio

In conformità con la forma del corpo, che rende le oscillazioni meccaniche e generando così le onde di tre tipi principali:

1. Sorgente spot. Crea onde sonore di forma sferica, che diminuirà rapidamente quando si rimuove dalla sorgente (circa 6 dB, se la distanza dalla sorgente è raddoppiata).
2. Fonte lineare. Crea le onde di una forma cilindrica, l'intensità dei quali diminuisce più lentamente che dalla sorgente del punto (con ogni aumento della distanza dimezzata rispetto alla fonte, l'intensità diminuisce di 3 dB).
3. Fonte piatta o bidimensionale. Genera onde solo in una certa direzione. Un esempio di tale fonte può essere un pistone che si muove nel cilindro.

Fonti audio elettroniche

Per creare un'onda sonora, le fonti elettroniche utilizzano una membrana speciale (altoparlante), che esegue oscillazioni meccaniche a causa del fenomeno dell'induzione elettromagnetica. Queste fonti includono quanto segue:

• giocatori di vari dischi (CD, DVD e altri);
• registratori di nastro a cassetta;
• radio;
• tVs e altri.

1. suono. Le caratteristiche principali del campo sonoro. Distribuzione del suono

MA. Parametri dell'onda sonora

Le oscillazioni sonore di particelle medi elastiche sono complesse e possono essere presentate in funzione del tempo. a \u003d A (T) (Figura 3.1, ma).

Fig.3.

1 . Oscillazioni di particelle d'aria.

Il processo più semplice è descritto da Sinusoide (Fig. 3.

1, b.)

,

dove a max. - ampiezza delle oscillazioni;w \u003d 2 p f - frequenza angolare; f. - Frequenza delle oscillazioni.

Oscillazioni armoniche con ampiezza a max. e frequenza f. chiamato tonnellata.

Le fluttuazioni complesse sono caratterizzate da un valore efficace sul periodo di tempo t

Per il processo sinusoidale, il rapporto è vero

Per le curve di un'altra forma, il rapporto tra il valore effettivo all'importo massimo è da 0 a 1.

A seconda del metodo di eccitazione, le oscillazioni distinguono:

· wave sonore piatte generato da una superficie oscillante piatta;

· cilindrico Onda sonora, creato dalla superficie laterale oscillante radialmente del cilindro;

· sferico onda sonora , Creato da una fonte puntuale di oscillazioni come una palla pulsante.

I parametri principali che caratterizzano il vagone sonoro sono:

· pressione del suono p. PAPÀ;

· intensità del suono IO., W / m 2.

· lunghezza dell'onda sonora l, m;

· tasso di propagazione delle onde a partire dal, SM;

· frequenza delle oscillazioni f., Hz.

Se le esitazioni sono entusiaste in un mezzo solido, si divergono in tutte le direzioni. Un esempio visivo è le onde dell'acqua sull'acqua. Dovrebbe essere distinto dalla velocità della propagazione delle oscillazioni meccaniche. u. (nel nostro caso, fluttuazioni trasversali visibili) e tasso di diffusione dell'azione indignata a partire dal(oscillazioni acustiche longitudinali).

Da un punto di vista fisico, la distribuzione delle oscillazioni è quella di trasmettere un impulso di movimento da una molecola all'altra. Grazie alle obbligazioni intermolecolari elastiche, ognuna di esse ripete il movimento del precedente. Il trasferimento dell'impulso richiede un determinato costo del tempo, come risultato della quale il movimento delle molecole a punti di osservazione avviene con un ritardo in relazione al movimento delle molecole nella zona di eccitazione delle oscillazioni. Pertanto, le oscillazioni sono distribuite ad una certa velocità. Velocità dell'onda di velocità a partire dal- Questa è una proprietà fisica del mezzo.

Lunghezza d'onda l. uguale alla lunghezza del percorso che passa dall'onda sonora in un periodo T:

dove a partire dal - velocità del suono , T \u003d.1/ F..

Le oscillazioni sonore nell'aria portano alla sua compressione e viscosità. Nelle aree di compressione, aumenta la pressione dell'aria, e nelle aree del sottovuoto in diminuzione.La differenza tra la pressione esistente nell'ambiente indignato P. CP al momento e pressione atmosferica P. ATM, chiamato pressione del suono (Fig.3.3). In acustica, questo parametro è il principale, attraverso il quale sono determinati tutti gli altri.

p. Sv \u003d. P. cf p. ATM. (3.1)

Fig.3.3. Pressione del suono

Mercoledì in cui è distribuito il suono, ha specifica resistenza acustica Z A, che è misurato in PA* C / m (o in kg / m 2 * C) e rappresenta la pressione del suono p. SV alla velocità oscillatoria delle particelle del mezzo u.

z a \u003d p Zv. / U \u003d. r * s., (3.2)

dove a partire dal - velocità del suono , m;r. - La densità del mezzo, kg / m 3.

Per vari media z A. Diverso.

L'onda sonora è un corriere di energia verso il suo movimento. La quantità di energia trasportata da un'onda sonora in un secondo attraverso una sezione trasversale di 1 m 2 perpendicolare alla direzione del movimento è chiamata intensità del suono . L'intensità del suono è determinata dal rapporto tra pressione sonora alla resistenza acustica del mezzo W / m 2:

Per onda sferica dalla fonte del suono con potenza W., Wue l'intensità del suono sulla superficie della sfera del raggio r.pari

IO.= W. / (4 p.r. 2),

cioè, intensità onda sferica diminuisce con la distanza crescente dalla fonte del suono. quando onda piatta L'intensità del suono non dipende dalla distanza.

Scopo del lavoro

Per studiare le basi della teoria del suono della registrazione, le principali caratteristiche del suono, i modi per convertire il suono, il dispositivo e le caratteristiche dell'uso delle apparecchiature per la conversione e l'amplificazione del suono, per ottenere le competenze della loro applicazione pratica.

Certificato teorico

Suono Si chiama il movimento oscillatorio delle particelle di un mezzo elastico che si diffonde sotto forma di onde in un mezzo gassoso, liquido o solido, che, che influisce sull'analizzatore uditivo umano, causare sensazioni uditive. La fonte del suono è il corpo oscillante, ad esempio: oscillazioni di stringa, vibrazione del charterone, il movimento del diffusore dell'altoparlante, ecc.

Onda sonora Il processo di distribuzione direzionale delle oscillazioni del mezzo elastico è chiamato. L'area dello spazio in cui è distribuita l'onda sonora è chiamata un campo sonoro. L'onda sonora è un'alternanza di compressione e scarico dell'aria. Nell'area della compressione, la pressione dell'aria supera l'atmosferica, nell'area di scarica - meno di esso. Una variabile di pressione atmosferica è chiamata pressione sonora R. . Unità di pressione sonora - Pascal ( PAPÀ) (PA \u003d N / m 2). I tergicristalli aventi una forma sinusoidale (figura 1) sono chiamati armonici. Se il suono irradiante è fluttuato dalla legge sinusoidale, la pressione sonora varia anche secondo la legge sinusoidale. È noto che qualsiasi oscillazione complessa può essere rappresentata come somma di oscillazioni armoniche ordinarie. La combinazione dei valori delle ampiezze e delle frequenze di queste oscillazioni armoniche è chiamata rispettivamente amplitudini spettro. e frequenza dello spettro.

Il movimento oscillatorio delle particelle d'aria nell'onda sonora è caratterizzata da un numero di parametri:

Periodo di oscillazione(T), il più piccolo periodo di tempo, dopo di che i valori di tutte le quantità fisiche caratterizzano il movimento oscillatorio vengono ripetuti, durante il quale viene eseguita un'oscillazione completa. Il periodo di oscillazione è misurato in secondi ( a partire dal).

Frequenza delle oscillazioni (f) , Il numero di fluttuazioni complete per unità di tempo.

dove: f. - frequenza delle oscillazioni; T. - Periodo di oscillazioni.

Unità di misurazione della frequenza - Hertz ( Hz.) - un'oscillazione completa al secondo (1 kgz. = 1000 Hz.).

Fico. 1. Semplice oscillazione armonica:
A - Ampiezza delle oscillazioni, T - Periodo di oscillazione

Lunghezza d'onda (λ ), la distanza su cui è impilato un periodo di oscillazione. La lunghezza d'onda è misurata in metri ( m.). La lunghezza d'onda e la frequenza delle oscillazioni sono associate al rapporto tra:

dove a partire dal - Velocità di distribuzione del suono.

Ampiezza oscillazione. (MA) La più grande deviazione del valore oscillante dal resto del resto.

Oscillazione di fase.

Immagina un cerchio, il che è uguale alla distanza tra i punti A e ε (figura 2), o la lunghezza d'onda ad una certa frequenza. Con la "rotazione" di questo cerchio, la sua linea radiale in ogni singolo luogo sinusoide sarà su una certa distanza angolare dal punto di partenza, che sarà il valore della fase in ciascuno del genere. La fase è misurata in gradi.

L'onda sonora in una collisione con la superficie è parzialmente riflessa sotto lo stesso angolo sotto il quale cade su questa superficie, la sua fase non cambia. In fig. 3 illustra la dipendenza da fase delle onde riflesse.

Fico. 2. Onda sinusoidale: ampiezza e fase.
Se la lunghezza della circonferenza è uguale alla lunghezza d'onda ad una determinata frequenza (la distanza da A a E), quindi in quanto ruota, la linea radiale di questo cerchio mostrerà l'angolo corrispondente al valore della fase sinusoide in un punto specifico

Fico. 3. La dipendenza dalla fase delle onde riflesse.
Le onde sonore di diverse frequenze emesse dalla fonte del suono con la stessa fase dopo aver superato la stessa distanza raggiungere la superficie con fase diversa

L'onda sonora è in grado di guidare gli ostacoli se la sua lunghezza è più della dimensione dell'ostacolo. Questo fenomeno è chiamato diffrazione. La diffrazione è particolarmente evidente su oscillazioni a bassa frequenza con una lunghezza d'onda significativa.

Se due onde sonore hanno la stessa frequenza, si interagiscono tra loro. Il processo di interazione è chiamato interferenza. Nell'interazione della sifase (coincidendo in fase) oscillazioni, l'onda sonora è aumentata. Nel caso dell'interazione delle oscillazioni anti-fase, l'onda audio risultante si indebolisce (Fig. 4). Le onde sonore le cui frequenze differiscono significativamente l'una dall'altra, non interagire tra loro.

Fico. 4. L'interazione delle oscillazioni in fase (A) e in antifase (B):
1, 2 - oscillazioni interagenti, 3 - oscillazioni risultanti

Le oscillazioni sonore possono staccare e sfortuna. L'ampiezza delle oscillazioni flottanti diminuisce gradualmente. Un esempio di oscuramento delle oscillazioni può servire come un suono derivante da un'unica eccitazione di una stringa o da un enorme sciopero. La causa dell'attenuazione delle oscillazioni della stringa è l'attrito della corda sull'aria, oltre all'attrito tra le particelle della stringa oscillante. Le oscillazioni sfortunate possono esistere se le perdite di attrito sono compensate dall'afflusso di energia dall'esterno. Un esempio di oscillazioni infruttuose sono le oscillazioni di una tazza di campana scolastica. Mentre il pulsante di accensione viene premuto, ci sono oscillazioni sfortunate. Dopo aver fermato la fornitura di energia alla campana, le oscillazioni sono fottute.

Diffusione all'interno dalla sua fonte, l'onda sonora tollera energia, si espande fino a raggiungere le superfici del contorno di questa stanza: pareti, sesso, soffitto, ecc. La propagazione delle onde sonore è accompagnata da una diminuzione della loro intensità. Ciò è dovuto alla perdita di energia sonora sul superamento dell'attrito tra particelle d'aria. Inoltre, la diffusione a tutte le parti dalla fonte, l'onda copre un'area crescente di spazio, che porta a una diminuzione della quantità di energia sonora per area unità, con ogni distanza di raddoppiamento da una fonte sferica, il potere dell'aria Le particelle diminuiscono per 6 dB (quattro volte al potere) (figura 5).

Fico. 5. L'energia di un'onda sana sferica è distribuita all'area sempre crescente del fronte d'onda, in modo che la pressione del suono perde 6 dB con ogni distanza di raddoppiamento dalla fonte

Avendo incoraggiato un ostacolo sulla tua strada, parte dell'energia di un'onda sonora passaggi Attraverso le pareti, parte assorbito Dentro le pareti e la parte riflette. Torna all'interno della stanza. L'energia dell'onda sonora riflessa e assorbita nell'importo è uguale all'energia dell'onda del suono dell'incidente. In vari gradi, tutti e tre i tipi di distribuzione dell'energia sonora sono presenti in quasi tutti i casi
(Fig. 6).

Fico. 6. Riflessione e assorbimento dell'energia sonora

L'onda sonora riflessa, perdendo una parte dell'energia, cambierà la direzione e si diffonderanno finché non raggiungerà altre superfici della stanza, dal quale rifletterà di nuovo, avendo perso un'altra parte dell'energia allo stesso tempo, ecc. Quindi continuerà fino a quando l'energia dell'onda sonora stà finalmente sbandando.

Il riflesso dell'onda sonora si verifica secondo le leggi delle ottiche geometriche. Basta riflettere il suono di una sostanza di grande densità (calcestruzzo, metallo, ecc.). L'assorbimento dell'onda sonora è spiegata da diversi motivi. L'onda sonora consuma la sua energia alle oscillazioni dell'ostacolo stesso e sulle fluttuazioni dell'aria nei pori dello strato superficiale dell'ostacolo. Ne consegue che i materiali porosi (feltro, schiuma, ecc.) Assorbono con forza il suono. Nella stanza piena di spettatori, l'assorbimento del suono è maggiore che vuoto. Il grado di riflessione e assorbimento del suono con sostanza è caratterizzato da riflessioni e coefficienti di assorbimento. Questi coefficienti possono essere zero a un'unità. Un coefficiente pari a uno indica la riflessione ideale o l'assorbimento del suono.

Se la sorgente sonora si trova nella stanza, quindi non solo diretto, ma si riflette anche da varie superfici sonore energia del suono. Il volume del suono in casa dipende dalla potenza della sorgente sonora e dalla quantità di materiale assorbente. Più grande è il materiale che assorbente è posizionato all'interno, più piccolo è il volume del suono.

Dopo aver disattivato la sorgente sonora a causa di riflessioni di energia sonora da varie superfici per qualche tempo c'è un campo sonoro. Il processo di graduale attenuazione del suono in stanze chiuse dopo aver disattivato la fonte è chiamato riverbero. La durata del riverbero è caratterizzata dal cosiddetto. tempo di riverbero. tempo durante il quale l'intensità del suono è ridotta di 10 6 volte, e il suo livello di 60 dB . Ad esempio, se il suono dell'orchestra nella sala da concerto raggiunge un livello di 100 dB a un livello di rumore di sottofondo di circa 40 dB, gli accordi finali dell'orchestra durante l'attenuazione si dissolveranno nel rumore quando c'è una goccia di circa 60 dB . Il tempo di riverbero è un fattore essenziale che determina la qualità acustica della stanza. È la maggiore maggiore è la dimensione della stanza e il meno assorbimento delle superfici limitanti.

La grandezza del tempo di riverbero influisce sul grado di intelligibilità del parlato e della qualità del suono della musica. Se il tempo di riverbero non è necessario, diventa illeggibile. Con troppo tempo di riverbero, diventa innaturale, ma il suono della musica diventa innaturale. Tempo ottimale Il riverbero a seconda delle dimensioni della stanza è di circa 1-2 s.

Le principali caratteristiche del suono.

Velocità del suono Nell'aria equivale a 332,5 m / s a \u200b\u200b0 ° C. A temperatura ambiente (20 ° C), la velocità del suono è di circa 340 m / s. La velocità del suono è indicata dal simbolo " a partire dal ».

Frequenza.I suoni percepiti da un analizzatore uditivo umano formano una gamma di frequenze audio. Si ritiene che questa gamma sia limitata da frequenze da 16 a 20.000 Hz. Questi confini sono molto condizionali, che è associata alle caratteristiche individuali dell'udienza delle persone, modifiche correlate all'età Sensibilità analizzatore dell'udito e il metodo di registrazione delle sensazioni uditive. Una persona può distinguere un cambiamento di frequenza dello 0,3% a una frequenza di circa 1 kHz.

Il concetto fisico del suono copre entrambe le frequenze di oscillazione udito e non udito. Le onde sonore con una frequenza inferiore a 16 Hz sono convenzionalmente chiamate infrasuoni, superiori a 20 kHz - ultrasuoni . L'area delle frequenze infrasuono non è quasi limitata al di sotto - in natura ci sono fluttuazioni infrasuono con una frequenza del decimo e centesimi di Hz .

La gamma audio è condizionatamente suddivisa in diversi intervalli più stretti (tabella 1).

Tabella 1

La gamma di frequenze audio è condizionatamente suddivisa in seminterratori

Intensità del suono(W / m 2) è determinato dalla quantità di energia che trasporta l'onda per unità di tempo attraverso l'unità della superficie perpendicolare alla direzione della propagazione dell'onda. L'orecchio umano percepisce il suono in un intervallo di intensità molto ampio: dai suoni udibili più deboli al più rumoroso, ad esempio, l'aereo reattivo creato dal motore.

L'intensità minima del suono in cui si verifica l'uditorio è chiamata soglia percezione umana. Dipende dalla frequenza del suono (figura 7). La massima sensibilità al suono dell'orecchio umano ha una gamma di frequenze da 1 a 5 kHz, rispettivamente, la soglia della percezione uditiva qui ha il valore più piccolo di 10 -12 w / m 2. Questo valore è adottato per il livello zero di udito. Sotto l'azione del rumore e di altre irritazioni del suono, la soglia dell'udienza per questo audio aumenta (il mascheramento del suono è il fenomeno fisiologico, che consiste nel fatto che con la percezione simultanea di due o più suoni volume diverso I suoni più silenziosi cessano di essere ascoltati) e il valore aumentato viene memorizzato per qualche tempo dopo che la cessazione del fattore interferente viene interrotta, quindi ritorna gradualmente al livello iniziale. W. persone diverse e nelle stesse persone in tempo diverso La soglia dell'ufficio dell'ufficio può variare a seconda dell'età, della formazione fisiologica.

Fico. 7. Dipendenza della frequenza della soglia standard dell'udito
Segnale sinusoidale

I suoni ad alta intensità causano il sentimento dolore grazioso nelle orecchie. L'intensità minima del suono in cui c'è una sensazione di dolore alla grazia nelle orecchie (~ 10 w / m 2), è chiamata la soglia del dolore. Proprio come la soglia della percezione uditiva, la soglia della sensazione dolorosa dipende dalla frequenza delle oscillazioni del suono. Suoni la cui intensità si avvicina alla soglia dolorosa, ha un effetto dannoso sull'udienza.

La normale sensazione sonora è possibile se l'intensità del suono si trova tra la soglia dell'udito e la soglia dolorosa.

La stima del suono è conveniente da condurre in termini di livello ( L.) Intensità (pressione sonora), calcolata dalla formula:

dove J 0 - Soglia percezione uditiva J -intensità del suono (tabella 2).

Tavolo 2

La caratteristica del suono nell'intensità e la sua stima del livello di intensità relativa alla soglia della percezione dell'udito

Caratteristica del suono	Intensità (w / m 2)	Il livello di intensità relativo alla soglia della percezione uditiva (DB)
Soglia percezione uditiva	10 -12
Toni del cuore generati attraverso uno stetoscopio	10 -11
Sussurro	10 -10 –10 -9	20–30
Suoni del linguaggio Con una conversazione calma	10 -7 –10 -6	50–60
Il rumore associato al movimento intensivo del trasporto	10 -5 –10 -4	70–80
Rumore creato dal concerto di musica rock	10 -3 –10 -2	90–100
Rumore vicino al motore operativo dell'aeromobile	0,1–1,0	110–120
Soglia di sensazione dolorosa

Nostro apparecchio acustico Capinò alla percezione di un'enorme gamma dinamica. I cambiamenti nella pressione dell'aria causati dai suoni silenziosi percepiti dall'udienza sono circa 2 × 10 -5 PA. Allo stesso tempo, la pressione sonora con il livello che si avvicina alla soglia sensazioni del dolore Per le nostre orecchie, è circa 20 pa. Di conseguenza, il rapporto tra i suoni silenziosi e forti che il nostro apparecchio acustico può percepire, 1: 1000000. Misura livelli diversi nella scala lineare è abbastanza a disagio.

Al fine di comprimere una gamma così ampia dinamica, è stato introdotto il concetto di "Bel". Bel è un semplice logaritmo della relazione di due gradi; E Decibel è pari a un decimo di Bela.

Per esprimere la pressione acustica in decibel, è necessario costruire pressione (in Pascal) nel quadrato e dividerlo nel quadrato della pressione di riferimento. Per comodità, la costruzione di due pressioni viene eseguita al di fuori del logaritmo (che è la proprietà dei logaritmi).

Per la conversione della pressione acustica in Decibel, viene utilizzata la formula:

dove: P è la pressione acustica di interesse; P 0 - Pressione sorgente.

Quando 2 × 10 -5 PA è prelevato come pressione di riferimento, la pressione sonora, espressa in decibel, è chiamata livello di pressione del suono (SPL dall'inglese. Livello di pressione del suono). Quindi, pressione sonora, uguale a 3 PAPÀ, equivalente al livello di pressione sonora di 103,5 dB, quindi:

La suddetta gamma dinamica acustica può essere espressa in decibel sotto forma dei seguenti livelli insonorizzati: da 0 dB - per i suoni più silenziosi, 120 dB - per suoni a livello roccia dolorosa, fino a 180 dB - per i suoni più rumorosi. A 140 dB si sente forte doloreA 150 dB si verifica danni alle orecchie.

Volume del suono, Il valore che caratterizza la sensazione uditiva per questo suono. Il volume del suono è complesso dipendente pressione del suono (o intensità del suono), frequenze e forma delle oscillazioni. Con una frequenza costante e un'oscillazione di forma, il volume del suono sta crescendo con la crescente pressione del suono (figura 8.). Il volume del suono di questa frequenza è stimato confrontandolo con il volume di un tono semplice con una frequenza di 1000 Hz. Il livello di pressione sonora (in DB) del tono puro con una frequenza di 1000 Hz, come rumoroso (rispetto all'udienza), così come il suono misurato, è chiamato il livello del volume di questo suono (in piani) (Fig. 8).

Fico. 8. Curve uguali volume - la dipendenza del livello di pressione sonora (in DB) dalla frequenza a un determinato volume (negli sfondi).

Spettro del suono.

La natura della percezione del suono ascoltando gli organi dipende dal suo spettro di frequenza.

Il rumore ha un solido spettro, cioè. Le frequenze delle semplici oscillazioni sinusoidali contenute in loro formano una gamma continua di valori che sono interamente compilati in qualche intervallo.

I suoni musicali (tonali) hanno uno spettro di frequenza di contrattazione. Le frequenze di queste semplici oscillazioni armoniche sono formate da un numero di valori discreti.

Ogni oscillazione armonica è chiamata tono (tono semplice). L'altezza del tono dipende dalla frequenza: maggiore è la frequenza, maggiore è il tono. La sensazione dell'altezza del suono è determinata dalla sua frequenza. Il cambiamento regolare nella frequenza delle oscillazioni sonore da 16 a 20.000 Hz è percepito prima come un ronzio a bassa frequenza, quindi come fischio, girando gradualmente in uno squittio.

Il tono principale del complesso suono musicale è chiamato il tono corrispondente alla frequenza più bassa del suo spettro. I toni corrispondenti al resto delle frequenze dello spettro sono chiamati Obrami. Se le frequenze degli sfumature sono più frequenze F relative al tono principale, allora gli sfumature sono chiamati armonici, e il tono principale con la frequenza F è chiamata la prima armonica, Oberton con la prossima frequenza 2F del secondo armonico, ecc.

I suoni musicali con lo stesso tono principale possono variare per timbro. Il timbro è determinato dalla composizione degli sfumature - le loro frequenze e ampiezze, nonché la natura dell'aumento delle ampiezze all'inizio del suono e della loro recessione alla fine del suono.

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2.2 Onde sonore e le loro proprietà

Il suono è oscillazioni meccaniche che si applicano a un mezzo elastico: aria, acqua, corpo solido, ecc.

La capacità di una persona di percepire le oscillazioni elastiche, di ascoltarle colpite il nome del suono del suono - acustica.

In generale, l'orecchio umano ascolta il suono solo quando le oscillazioni meccaniche con una frequenza non inferiore a 16 Hz, ma non superiori a 20.000 Hz si applicano all'aiuto dell'udito dell'orecchio. Le oscillazioni con più basse o con frequenze più elevate per l'orecchio umano sono danneggiate.

Il fatto che l'aria sia un conduttore sonoro, è stata dimostrata dall'esperienza di Robert Boyle nel 1660. Se il corpo del suono, ad esempio, una chiamata elettrica, messa sotto il campanello della pompa dell'aria, quindi, poiché le pompe d'aria da sotto di esso - il suono sarà nutrito, e finalmente si ferma.

Con le sue oscillazioni, il corpo comprime alternativamente lo strato dell'aria adiacente alla sua superficie, al contrario, crea un vuoto in questo strato. Pertanto, la propagazione del suono nell'aria inizia con oscillazioni di densità dell'aria sulla superficie del corpo fluttuante.

Il processo di distribuzione delle oscillazioni nello spazio nel tempo è chiamato onda. La lunghezza d'onda è chiamata la distanza tra le due particelle più vicine del mezzo nello stesso stato.

Il valore fisico uguale al rapporto tra la lunghezza d'onda al perfeggio delle oscillazioni delle sue particelle è chiamato la velocità dell'onda.

Le fluttuazioni delle particelle del terreno in cui è distribuita l'onda. Pertanto, il loro periodo è uguale al periodo oscillante del patogeno dell'onda. Tuttavia, la velocità di propagazione delle onde in vari ambienti è diversa.

I suoni sono diversi. Distinguiamo facilmente il fischio e la frazione del tamburo, una voce maschile (basso) dalla femmina (soprano).

Su alcuni suoni dicono che sono a basso tono, altri chiamiamo i suoni di alto tono. Orecchie che distingue facilmente. Il suono creato da un grosso tamburo è il suono del suono basso, fischio - suono alto.

Misurazioni semplici (scansione oscillazione) mostrano che i suoni a basso tono sono oscillazioni a bassa frequenza in un'onda sonora. Il suono del tono alto corrisponde a una grande frequenza delle oscillazioni. La frequenza delle oscillazioni nell'onda sonora determina il tono del suono.

Ci sono fonti speciali di suono che emettono l'unica frequenza, il cosiddetto tono puro. Questi sono i tubi di varie dimensioni - dispositivi semplici, che sono aste di metallo curve sulle gambe. Più grandi sono le dimensioni della sintonizzazione, più abbassa il suono che emette quando lo ha colpito.

Se prendi diversi tubi di diverse dimensioni, non sarà possibile organizzarli sull'udienza in ordine di aumentare l'altezza del suono. Pertanto, saranno localizzati e di dimensioni: la più grande cisterna dà un suono basso, e il piccolo è il più alto.

Sembra anche un tono può essere un volume diverso. Il volume del suono è associato all'energia delle oscillazioni nella fonte e nell'onda. L'energia delle oscillazioni è determinata dall'ampiezza delle oscillazioni. Volume, quindi, dipende dall'ampiezza delle oscillazioni.

Il fatto che la diffusione delle onde sonore non si verifichi all'istante, può essere vista dalle osservazioni più semplici. Se un temporale si svolge, uno scatto, un'esplosione, un fischio di una locomotiva, un colpo con un'ascia, ecc., In primo luogo, tutti questi fenomeni possono essere visti, e solo allora, dopo un po 'di tempo, il suono è udito.

Come qualsiasi onda, l'onda sonora è caratterizzata dalla velocità di distribuzione delle oscillazioni in esso.

La velocità del suono è diversa in diversi ambienti. Ad esempio, in idrogeno, la velocità della propagazione delle onde sonore di qualsiasi lunghezza è di 1284 m / c, in gomma - 1800 m / s, e nella ghiandola - 5850 m / c.

Ora l'acustica, come l'area della fisica considera di più ampio spettro. Oscillazioni elastiche - dal più basso a estremamente alto, fino a 1012 - 1013 Hz. Senza persone che non sentono le onde sonore con frequenze inferiori a 16 Hz sono chiamate infrasuoni, le onde sonore con frequenze da 20.000 Hz a 109Hz - ultrasuoni e oscillazioni con frequenze sono superiori a 109Hz sono chiamate un ipersonico.

Questi suoni inavvertibili hanno trovato molto uso.

L'ultrasuoni e l'infrastramento hanno un ruolo molto importante nel mondo vivente. Ad esempio, il pesce e altri animali marini sono sensibili catturati da onde infrasoniche create dai disordini della tempesta. Quindi, sentono l'approccio della tempesta o del ciclone in anticipo, e galleggia in un posto più sicuro. InfrasuCuk è il componente dei suoni della foresta, del mare, dell'atmosfera.

Quando si muovono i pesci, vengono create fluttuazioni infrasuoni elastiche, propagando in acqua. Queste oscillazioni sentono buoni squali per un sacco di chilometri e naviga verso l'estrazione.

Gli ultrasuoni possono rendere e percepire tali animali come cani, gatti, delfini, formiche, pipistrelli, ecc. I pipistrelli durante il volo pubblicano brevi suoni di alto tono. Nel suo volo, sono guidati da riflessioni di questi suoni da oggetti trovati sulla strada; Possono persino catturare gli insetti, guidati solo per l'eco dal loro meschino minerario. I gatti e i cani possono sentire suoni di fischio molto elevati (ultrasuoni).

Echo - un'onda riflessa da qualsiasi ostacolo e accettato dall'osservatore. L'eco del suono è percepito dall'orecchio separatamente dal segnale primario. Sul punto di eco, il metodo di determinazione delle distanze a vari articoli e la posizione della loro posizione è basata. Supponiamo che una fonte audio sia emessa e viene registrato un momento di emissione. Il suono incontrato un ostacolo, riflesso da lui, restituito ed è stato accettato dal ricevitore audio. Se il periodo di tempo è stato misurato tra i momenti di emissione e ricezione, è facile trovare la distanza dall'ostacolo. Per il tempo misurato T, il suono ha superato la distanza 2S, dove S è la distanza dall'ostacolo, e 2S è la distanza dalla sorgente sonora all'ostacolo e dall'ostacolo al ricevitore del suono.

Per questa formula, puoi trovare la distanza dal riflettore del segnale. Ma devi sapere dove è, in quale direzione dalla fonte il segnale lo ha incontrato. Nel frattempo, il suono si applica in tutte le direzioni e il segnale riflesso potrebbe provenire da fianchi diversi. Per evitare questa difficoltà, non un suono comune, ma ultrasuoni.

La caratteristica principale delle onde ad ultrasuoni è che possono essere fatte dirette, propagando a una determinata direzione dalla fonte. A causa di ciò, il riflesso di ultrasuoni non può solo trovare la distanza, ma anche scoprire dove il soggetto che li riflette è. Quindi puoi, ad esempio, misurare la profondità del mare sotto la nave.

SADOLOKators ti consente di rilevare e determinare la posizione di vari danni in prodotti, come il vuoto, le fessure, le inclusioni estranee, ecc. In medicina ad ultrasuoni, utilizzare per rilevare varie anomalie nel corpo del paziente - tumori, distorsioni della forma di organi o le loro parti, ecc. Il più breve la lunghezza dell'onda ultrasonica, il meno dimensioni parti rilevabili L'ultrasuono è anche usato per trattare alcune malattie.

Acoustics Ocean.

I secondi, poco conosciuti non specialisti, il tipo di movimento dell'acqua di mare è onde interiori. Sebbene siano aperti nell'oceano per molto tempo, alla svolta dei secoli XIX e XX. (Spedizione Nansen su Fram e il lavoro di Ecman, spiegando l'osservazione dei navigatori) ...

Acoustics Ocean.

Ora sulle onde superficiali, sull'eccitazione marina. Forse non c'è altro fenomeno nel mare, che è così conosciuto. Dai navigatori antichi e filosofi agli artisti e ai poeti della modernità, dal vecchio nonno ...

De Brogly Waves e la loro interpretazione fisica

Calcoliamo la velocità del gruppo della distribuzione delle onde de Brogly, come in tutti i casi, la velocità di fase e del gruppo, la velocità di fase sarà (6) poiché, quindi la velocità di fase delle onde di De-Broill è maggiore della velocità di luce in Il vuoto ...

Studio delle onde sonore

È noto che il suono si applica nello spazio solo se c'è un mezzo elastico. Il mezzo è necessario per trasmettere oscillazioni dalla sorgente sonora al ricevitore, ad esempio, all'orecchio umano. In altre parole...

Lo studio delle onde meccaniche inizia con la formazione di idee comuni sul movimento dell'onda. Lo stato del movimento oscillatorio viene trasmesso da un corpo oscillante all'altro se c'è una connessione tra loro ...

L'uso di onde elettromagnetiche

L'onda è chiamata oscillazioni che si propagano nello spazio nel tempo. La caratteristica più importante dell'onda è la sua velocità. Le onde di qualsiasi natura non si applicano all'istante dello spazio. La loro velocità è finita ...

Sviluppo ottico

Il prossimo passo nello sviluppo della teoria delle onde della luce è stato realizzato da Guigens. Essenzialmente, ha creato una teoria dell'onda di luce e ha spiegato sulla sua base tutto il fenomeno in quel momento. Per la prima volta, l'idea della natura delle onde del mondo ha espresso Marty nel 1648 e nel 1665 ...

Le onde descritte prima a causa delle forze dell'elasticità, ma ci sono anche onde, la cui formazione è dovuta alla forza di gravità. Le onde che si propagano sulla superficie del liquido non sono un longitudinale ...

Basi fisiche del suono

Il suono è un oggetto di sensazioni uditive, quindi, è anche stimato da una persona e soggettivamente. Perceguire i toni, una persona li distingue in altezza. L'altezza è una caratteristica soggettiva, dovuta principalmente alla frequenza del tono principale ...

Caratteristica del movimento di tel

2.1 Cinematica del movimento oscillatorio Le domande di controllo 1. Le oscillazioni sono processi con una ripetibilità del tempo. Oscillazioni armoniche - oscillazioni che si svolgono dalla legge del seno e del coseno ...

Onde elettromagnetiche e loro proprietà

Le onde elettromagnetiche sono la propagazione dei campi elettromagnetici nello spazio e nel tempo. Come già notato sopra, l'esistenza di onde elettromagnetiche è stata teoricamente prevista dal grande fisico inglese J ...

Il canto di uccelli, rumore di pioggia e vento, brontolone, musica - tutto ciò che sentiamo, consideriamo il suono.

Da un punto di vista scientifico, il suono è un fenomeno fisico che è oscillazioni meccaniche che si propagano in un mezzo solido, liquido e gassoso. Causano sensazioni uditive.

Come appare l'onda sonora

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Tutti i suoni si applicano sotto forma di onde elastiche. E le onde si verificano sotto l'azione delle forze elastiche che appaiono quando il corpo è deformato. Queste forze cercano di restituire il corpo al suo stato originale. Ad esempio, la stringa allungata in uno stato fisso non suona. Ma vale solo la pena portarla da parte, come sotto l'azione della forza dell'elasticità, si sforzerà di prendere la sua posizione originale. Vibrazione, diventa una fonte audio.

Una fonte di suono può essere qualsiasi corpo oscillante, ad esempio, una lastra di acciaio sottile fissata su un lato, aria in uno strumento musicale in ottone, legamenti vocali umani, campana, ecc.

Cosa succede nell'aria quando si verifica un'esitazione?

Come qualsiasi gas, l'aria ha elasticità. Resiste alla compressione e inizia immediatamente ad espandersi quando la pressione diminuisce. Qualsiasi pressione su di esso è uniformemente trasmessa in direzioni diverse.

Se con l'aiuto del pistone comprimerà bruscamente aria, la pressione aumenterà immediatamente in questo luogo. Trasmette immediatamente gli strati vicini dell'aria. Si restringono e la pressione in loro aumenterà, e nel livello precedente diminuirà. Quindi sulla catena, si alternano zone di pressione aumentata e ridotta vengono trasmesse ulteriormente.

Blocco sui lati, la stringa del suono comprime l'aria prima in una direzione, e poi nel contrario. Nella direzione in cui la stringa viene respinta, la pressione diventa sopra l'atmosfera su un valore. Dal lato opposto, la pressione sulla stessa grandezza diminuisce, poiché l'aria viene tagliata lì. La compressione e il vuoto si alternano e si diffondono in direzioni diverse, causando fluttuazioni dell'aria. Queste oscillazioni sono chiamate onda sonora . E la differenza tra pressione atmosferica e pressione nello strato di compressione o all'aria è chiamata acustico o pressione del suono.

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L'onda sonora si applica non solo nell'aria, ma anche in liquido, e in un mezzo solido. Ad esempio, l'acqua trascorre perfettamente il suono. Sentiamo in acqua un colpo di pietra. Il rumore delle viti della nave della superficie cattura l'acustica del sottomarino. Se un'estremità del bordo di legno sta mettendo un orologio meccanico del polso, quindi applicando l'orecchio all'estremità opposta del tabellone, sentiremo il loro ticchettio.

Ci saranno suoni nel vuoto? Fisico inglese, chimico e teologi Robert Boyl, che vivevano nel XVII secolo, ha posto l'orologio in un vaso di vetro da cui l'aria è nata. Tikanya osservava che non ha sentito. Ciò significava che le onde sonore nello spazio senza aria non si applicano.

Caratteristiche dell'onda sonora

La forma delle oscillazioni sonore dipende dalla fonte del suono. La forma più semplice ha oscillazioni uniformi o armoniche. Possono essere rappresentati come sinusoidi. Tali oscillazioni sono caratterizzate da ampiezza, lunghezza d'onda e frequenza delle fluttuazioni.

Ampiezza

Ampiezza In generale, viene chiamata la deviazione massima del corpo dalla posizione di equilibrio.

Dal momento che l'onda sonora è costituita da aree alternanti di alta e bassa pressione, È spesso considerato il processo di distribuzione delle fluttuazioni della pressione. Pertanto, dicono ampiezza della pressione dell'aria Nell'onda.

Il volume del suono dipende dall'ampiezza. Ciò che è di più, più forte del suono.

Ogni suono del discorso umano ha la forma di oscillazioni, caratteristiche solo da lui. Pertanto, la forma di oscillazioni del suono "A" differisce dalla forma di oscillazioni del suono "B".

Frequenza e periodo d'onda

Il numero di oscillazioni al secondo è chiamato frequenza di onda .

f \u003d 1 / t

dove T. - Periodo di oscillazioni. Questo intervallo di tempo per il quale viene eseguita un'oscillazione completa.

Più lungo il periodo, più piccolo della frequenza e viceversa.

Unità di misurazione della frequenza in sistema internazionale Misurazioni SI - hertz. (Hz). 1 Hz è un'oscillazione al secondo.

1 Hz \u003d 1 S -1.

Ad esempio, la frequenza di 10 Hz è di 10 oscillazioni in 1 secondo.

1 000 Hz \u003d 1 kHz

Dalla frequenza delle oscillazioni dipende dall'altezza del tono. Maggiore è la frequenza, maggiore è il suono del suono.

L'orecchio umano può percepire non tutte le onde sonore, ma solo quelle che hanno una frequenza da 16 a 20.000 Hz. Sono queste onde che sono considerate suoni. Le onde la cui frequenza è inferiore a 16 Hz sono chiamate infrasuoni e oltre 20.000 Hz - ultrasuoni.

Una persona non percepisce né infrasopoli né onde ad ultrasuoni. Ma gli animali e gli uccelli sono in grado di ascoltare ultrasuoni. Ad esempio, una normale farfalla distingue i suoni aventi una frequenza di 8.000 a 160.000 Hz. La gamma percepita dai delfini è ancora più ampia, varia da 40 a 200 mila Hz.

Lunghezza d'onda

Lunghezza d'onda Chiamano la distanza tra i due punti più vicini dell'onda armonica, situati nella stessa fase, ad esempio tra due creste. Denota come ƛ .

Durante il tempo pari a un periodo, l'onda passa la distanza uguale alla sua lunghezza.

Tasso di propagazione delle onde

v. = ƛ / T.

Come T \u003d 1 / f,

quella v. \u003d · F.

Velocità del suono

I tentativi di determinare la velocità del suono con l'aiuto degli esperimenti sono stati riportati nella prima metà del XVII secolo. Il filosofo inglese Francis Bacon nel suo lavoro "New Organon" ha suggerito di risolvere questo problema, in base alla differenza di velocità della luce e del suono.

È noto che la velocità della luce è significativamente superiore alla velocità del suono. Pertanto, durante un temporale, vediamo per la prima volta il focolaio di fulmini, e poi ascoltiamo i rotoli di tuoni. Conoscere la distanza tra la fonte di luce e suono e l'osservatore, così come il tempo tra il flash e il suono, è possibile calcolare la velocità del suono.

Lo scienziato francese Marrene Marsenne ha approfittato dell'idea di Beckon. L'osservatore a una certa distanza dall'uomo che ha sparato dal moschetto è stato registrato il tempo viaggiato dal flash leggero al suono di un colpo. Quindi la distanza era divisa per un po 'e ha ricevuto la velocità del suono. Secondo l'esperimento, la velocità si è rivelata uguale a 448 m / s. Era un calcolo approssimativo.

All'inizio del XIX secolo, un gruppo di scienziati dell'Accademia delle Scienze di Parigi ha ripetuto questa esperienza. Secondo i loro calcoli, la velocità della luce aveva un valore di 350-390 m / s. Ma questa figura non era accurata.

Teoricamente, la velocità della luce ha cercato di calcolare Newton. La base dei suoi calcoli, ha posato la legge di Boyl Mariotta, che descriveva il comportamento del gas in isotermica Processo (As. temperatura permanente). E succede quando il volume del gas varia molto lentamente, il tempo di dare l'ambiente all'ambiente che ne deriva.

Newton ha anche presunto che tra le aree di compressione e aspirapolvere, la temperatura è allineata rapidamente. Ma queste condizioni non sono nell'onda sonora. L'aria non riscalda l'aria e la distanza tra gli strati di compressione e il vuoto è grande. Il calore dallo strato di compressione non ha il tempo di entrare nella pumilità. E tra loro c'è una differenza di temperature. Pertanto, i calcoli di Newton erano errati. Hanno dato una figura di 280 m / s.

Scienziato francese Laplace è riuscito a spiegare che l'errore di Newton era che l'onda sonora si applica all'aria adiabatico Condizioni, con una temperatura che cambia. Secondo i calcoli del laplace, la velocità del suono nell'aria a una temperatura di 0 ° C è pari a 331,5 m / s. Inoltre, aumenta con la temperatura crescente. E con un aumento della temperatura a 20 o c, sarà uguale a 344 m / s.

In diversi ambienti, le onde sonore si diffondono a velocità diverse.

Per gas e liquidi, la velocità del suono è calcolata dalla formula:

dove a partire dal -Soluzione-velocità,

β - Compressibilità Adiabatica del Medium,

ρ - Densità.

Come si può vedere dalla formula, la velocità dipende dalla densità e dalla compressione del mezzo. Nell'aria, è meno che in liquido. Ad esempio, in acqua a una temperatura di 20 o c, è uguale a 1484 m / s. Inoltre, maggiore è la salezza dell'acqua, più con una velocità maggiore, il suono si diffonde in esso.

Per la prima volta la velocità del suono nell'acqua è stata misurata nel 1827. Questo esperimento è stato ricordato che la misurazione della velocità della luce era contrassegnata da Marsen. Dal lato di una barca, la campana è stata abbassata nell'acqua. A una distanza di oltre 13 km dalla prima barca era il secondo. Alla prima barca, colpisci la campana e allo stesso tempo porta da sparo. La seconda barca ha fissato il tempo di epidebreak, e poi l'orario di arrivo del suono dalla campana. Dividere la distanza durante il tempo, è stata ottenuta la velocità dell'onda sonora nell'acqua.

Il suono più alto della velocità ha in un supporto solido. Ad esempio, raggiunge più di 5000 m / s.