Звук як приклад механічних коливань
Звукові хвилі є поздовжніми і можуть виникати в тих середовищах, де існують взаємодії між частинками. Ці середовища можуть бути твердими, рідкими або газоподібними. Тому звукові коливання являють собою механічні коливання. Власне звуком, або акустичними коливаннями, називають коливання, частота яких знаходиться в діапазоні від 20 до 20 000 Гц. Коливання з меншою і більшою частотою людським вухом не сприймаються. Нечутні механічні коливання з частотою нижче звукового діапазону називаються інфразвуковими, а з частотами вище звукового діапазону – ультразвуковими. Незважаючи на те що ультразвук не сприймається людиною, його можуть чути деякі тварини. Кажани використовують ультразвук для ехолокації, визначаючи по відображенню ультразвукових хвиль положення предметів у просторі (рис. 65). Відомий так званий “свисток браконьєра” – пристрій, що видає ультразвуки. Полюючи в забороненому місці, браконьєр за допомогою цього свистка може кликнути собаку без ризику бути почутим єгерями.
У тому, що звук являє собою саме механічне коливання, легко переконатися, поставивши електричний дзвінок під герметично закритий дзвін і почавши викачувати з-під дзвони повітря. У міру відкачування повітря звук буде робитися все слабше і нарешті зовсім припиниться. Таким чином, звук не може поширюватися у вакуумі. У тому, що звук має механічну природу, можна іноді переконатися на власному досвіді, відчувши, що надмірно гучні звуки роблять настільки сильний тиск на барабанні перетинки нашого вуха, що це іноді викликає больові відчуття.
Хоча звуки можуть поширюватися не тільки в газоподібному, але і в рідкій і твердій середовищі, на практиці ми зазвичай маємо справу зі звуком, що розповсюджується в повітрі.
При температурі 10 ° C звук поширюється в повітрі зі швидкістю 337,5 м / с. Знаючи це, можна визначити, на якій відстані від нас вдарила блискавка. Оскільки швидкість світла дуже велика, ми не зробимо великої помилки, якщо будемо вважати, що спалах блискавки доходить до нас миттєво. Якщо з моменту спалаху до гуркоту грому пройшло 3 с, можна визначити, що розряд був приблизно на відстані 1 км від нас.
Оскільки звукові хвилі є поздовжніми, вони складаються з чергуються ділянок високої і низької щільності повітря. Тому звук може виникнути не тільки в результаті коливань якогось тіла, але і за допомогою обертального руху. Якщо швидко обертати диск з отворами, розташованими по його окружності, і одночасно продувати струмінь повітря, то позаду отворів струмінь буде переривчастою, будуть виникати періодичні згущення і ущільнення повітря, в якому виникнуть поздовжні коливання. А це означає, що при певній швидкості обертання диска, коли ці коливання виявляться в акустичному діапазоні, ми почуємо звук. Цей факт ще раз показує, що між коливальним і обертальним рухом існує багато спільного.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)