Уравнение плоской волны

l

x = sin ω t (t – —) = x₀ sin (ω t – k l),

υ

2 π

где k = —— – волновое число; l – расстояние, пройденное волной от вибратора до точки.

λ

Основное свойство всех волн независимо от их природы – перенос энергии без переноса вещества.

Звуковые волны –

Волны, вызывающие у человека звуковые ощущения

(Распространяющиеся в пространстве со звуковой частотой)

16 Гц < v < 2 · 10 ⁴ Гц – слышимые звуки,

v < 16 Гц – инфразвуки;

v > 2 · 10⁴ Гц – ультразвуки.

Источники звука

естественные искусственные

раскаты грома; камертон (изобретен в 1711 г.

звук от извергающегося вулкана; английским музыкантом Дж. Шором),

звуки человеческого голоса, пение птиц, шум работающего двигателя,

звук падающей воды водопада и т. д. звучание музыкальных инструментов и т. д.

Характеристики звука объективные субъективные

длина частота скорость тон громкость тембр шум

волны распространения

Основные субъективные характеристики звука:

1.Тон (высокий и низкий). Зависит от частоты звука: чем частота звука больше, тем звук выше, чем частота звука меньше, тем звук ниже при одинаковой амплитуде колебаний.

х х

λ λ

высокий низкий

2. Громкость. Зависит не только от звуковой волны, но и от чувствительности человеческого уха. Зависит от амплитуды колебаний: чем амплитуда меньше, тем звук тише, чем амплитуда больше, тем звук громче при одинаковой длине волны. Единица громкости – бел (Б) – названа в честь немецкого физика Генриха Бела. На практике используют дольную единицу – децибел (дб). Весь диапазон воспринимаемых ухом звуковых волн соответствует громкости

от 0 дб до 130 дб

тихий шепот раскаты грома

х х

λ

тихо λ

громко

3. Тембр – качество звука, позволяющее различать два звука одинаковой высоты (тона) и громкости, издаваемых различными источниками. Тембр – это окраска звука, зависящая от его источника. Тембр звука бывает высокий и низкий. По тембру мы узнаем человека по голосу.

4. Шум – звук, в котором присутствуют колебания всевозможной частоты.

Акустический резонанс – наложение звуковых волн при совпадении частот их колебаний. Возможен потому, что звуковые волны – волны механические.

Эхо – звуковая волна, отраженная от какого-либо препятствия и вернувшаяся к своему источнику. Возможно потому, что звуковые волны обладают свойством отражения.

Физические характеристики звука:

1. Звуковое давление – давление, оказываемое звуковой волной на стоящее перед ней препятствие.

2. Спектр звука – разложение сложной звуковой волны на составляющие ее частоты.

Звук, издаваемый струной рояля

1,0

0,5 Частота

0

500. 1000

3. Интенсивность звуковой волны – физическая величина, равная энергии переносимой волной за единицу времени через единицу площади поверхности перпендикулярно направлению распространения волны.

W

I = ——,

S t

где S – площадь поверхности, W – энергия звуковой волны, t – время.

1 Дж 1 Вт

[I] = ————— = ———.

1 м ² ∙ 1 с 1 м ²