Izvori zvuka. Zvučne vibracije

Zvuk nastaje mehaničkim vibracijama u elastičnim medijima i tijelima čije se frekvencije nalaze u rasponu od 20 Hz do 20 kHz i koje ljudsko uho može percipirati.

Sukladno tome, mehaničke vibracije s naznačenim frekvencijama nazivaju se zvučnim i akustičnim. Nečujne mehaničke vibracije s frekvencijama ispod zvučnog raspona nazivaju se infrazvučnim, a one s frekvencijama iznad zvučnog raspona nazivaju se ultrazvučnim.

Ako se zvučno tijelo, kao što je električno zvono, stavi ispod zvona zračne pumpe, tada će, kako se zrak ispumpava, zvuk postajati sve slabiji i, konačno, potpuno će prestati. Prijenos vibracija s tijela sondiranja vrši se kroz zrak. Imajte na umu da tijekom svojih vibracija, sondirajuće tijelo tijekom svojih vibracija naizmjenično komprimira zrak u blizini površine tijela, a zatim, naprotiv, stvara razrjeđivanje u ovom sloju. Dakle, širenje zvuka u zraku počinje fluktuacijama gustoće zraka na površini tijela koje oscilira.

glazbeni ton. Glasnoća i visina

Zvuk koji čujemo kada njegov izvor čini harmonijsku oscilaciju naziva se glazbeni ton ili, ukratko, ton.

U bilo kojem glazbenom tonu na sluh možemo razlikovati dvije kvalitete: glasnoću i visinu.

Najjednostavnija zapažanja uvjeravaju nas da je ton bilo koje određene visine određen amplitudom vibracija. Zvuk vilice za podešavanje nakon udaranja postupno jenjava. To se događa zajedno s prigušenjem oscilacija, t.j. sa smanjenjem njihove amplitude. Jače udaranje viljuške za podešavanje, t.j. dajući vibracijama velike amplitude, čut ćemo glasniji zvuk nego kod slabog udara. Isto se može promatrati sa žicom i općenito s bilo kojim izvorom zvuka.

Ako uzmemo nekoliko vilica za ugađanje različitih veličina, onda ih neće biti teško rasporediti po uhu prema rastućem tonu. Dakle, oni će također biti smješteni u veličini: najveća vilica za podešavanje daje najniži zvuk, najmanja - najviši zvuk. Dakle, visina je određena frekvencijom titranja. Što je viša frekvencija, a time i kraći period titranja, čujemo viši ton.

akustična rezonancija

Fenomen rezonancije može se uočiti na mehaničkim vibracijama bilo koje frekvencije, posebno na zvučnim vibracijama.

Stavljamo dvije identične vilice za ugađanje jednu uz drugu, okrećući rupe kutija na koje su postavljene jedna prema drugoj. Kutije su potrebne jer pojačavaju zvuk vilica za podešavanje. To je zbog rezonancije između vilice za podešavanje i stupova zraka sadržanih u kutiji; stoga se kutije nazivaju rezonatorima ili rezonantnim kutijama.

Udarimo jednu od viljuški za podešavanje i onda je prigušimo prstima. Čut ćemo zvuk drugog tuninga.

Uzmimo dvije različite tuning vilice, t.j. s različitim visinama i ponovite pokus. Sada svaka od vilica za podešavanje više neće reagirati na zvuk druge vilice za podešavanje.

Nije teško objasniti ovaj rezultat. Vibracije jedne viljuške za kameru djeluju kroz zrak s određenom silom na drugu viljušku, uzrokujući njezine prisilne vibracije. Budući da kamera 1 vrši harmonijske oscilacije, tada će se sila koja djeluje na viljušku 2. mijenjati prema zakonu harmonijskih titranja s frekvencijom melodijske vilice 1. Ako je frekvencija sile drugačija, tada će prisilne oscilacije biti tako slabe da ih nećemo čuti.

Šumovi

Glazbeni zvuk (nota) čujemo kada je oscilacija periodična. Na primjer, ovakav zvuk proizvodi klavirska žica. Ako pritisnete nekoliko tipki u isto vrijeme, t.j. neka zvuči nekoliko nota, tada će osjećaj glazbenog zvuka biti sačuvan, ali jasno će doći do izražaja razlika između suglasnih (uhu ugodnih) i disonantnih (neugodnih) nota. Ispada da su one bilješke čije su periode u omjerima malih brojeva suglasne. Na primjer, konsonancija se dobiva kada je omjer perioda 2:3 (kvinta), 3:4 (kvant), 4:5 (glavna terca) itd. Ako su razdoblja povezana kao velike brojke, na primjer, 19:23, onda dobijete disonancu - glazbeni, ali neugodan zvuk. Ići ćemo još dalje od periodičnosti vibracija ako pritisnemo više tipki u isto vrijeme. Zvuk će biti bučan.

Šumove karakterizira snažna neperiodičnost oblika titranja: ili je to dugo osciliranje, ali vrlo složenog oblika (šištanje, škripanje), ili pojedinačne emisije (klikovi, kucanja). S ove točke gledišta, zvukove izražene suglasnicima (šištanje, labijalni itd.) također treba pripisati šumovima.

U svim slučajevima oscilacije buke sastoje se od ogromnog broja harmonijskih oscilacija različitih frekvencija.

Dakle, spektar harmonijske oscilacije sastoji se od jedne frekvencije. Za periodičnu oscilaciju, spektar se sastoji od skupa frekvencija – osnovnih i višekratnika. Kod suglasnika imamo spektar koji se sastoji od nekoliko takvih skupova frekvencija, pri čemu su glavni povezani kao mali cijeli brojevi. U disonantnim harmonijama, temeljne frekvencije više nisu u tako jednostavnom odnosu. Što je više različitih frekvencija u spektru, to smo bliže šumu. Tipični šumovi imaju spektre u kojima ima iznimno mnogo frekvencija.

Uz pomoć ove video lekcije možete naučiti temu „Izvori zvuka. Zvučne vibracije. Visina, ton, glasnoća. U ovoj lekciji naučit ćete što je zvuk. Također ćemo razmotriti raspon zvučnih vibracija koje percipira ljudski sluh. Odredimo što može biti izvor zvuka i koji su uvjeti potrebni za njegovu pojavu. Proučavat ćemo i karakteristike zvuka kao što su visina, tembar i glasnoća.

Tema lekcije posvećena je izvorima zvuka, zvučnim vibracijama. Govorit ćemo i o karakteristikama zvuka – visini, glasnoći i tembru. Prije nego što govorimo o zvuku, o zvučnim valovima, sjetimo se da se mehanički valovi šire u elastičnim medijima. Dio uzdužnog mehanički valovi, koji percipiraju ljudski slušni organi, naziva se zvuk, zvučni valovi. Zvuk su mehanički valovi koje percipiraju ljudski slušni organi, a koji uzrokuju zvučne osjete. .

Eksperimenti pokazuju da ljudsko uho, ljudski organi sluha percipiraju vibracije s frekvencijama od 16 Hz do 20.000 Hz. Taj raspon nazivamo rasponom zvuka. Naravno, postoje valovi čija je frekvencija manja od 16 Hz (infrazvuk) i više od 20 000 Hz (ultrazvuk). Ali ovaj raspon, ove dijelove ljudsko uho ne percipira.

Riža. 1. Domet sluha ljudskog uha

Kao što smo rekli, područja infrazvuka i ultrazvuka ljudski slušni organi ne percipiraju. Iako ih mogu percipirati, na primjer, neke životinje, kukci.

Što ? Izvori zvuka mogu biti bilo koja tijela koja osciliraju frekvencijom zvuka (od 16 do 20 000 Hz)

Riža. 2. Oscilirajuće ravnalo stegnuto u škripcu može biti izvor zvuka

Okrenimo se iskustvu i vidimo kako nastaje zvučni val. Da bismo to učinili, potrebno nam je metalno ravnalo koje stegnemo u škripcu. Sada, djelujući na ravnalo, možemo promatrati vibracije, ali ne čujemo nikakav zvuk. Pa ipak, oko ravnala se stvara mehanički val. Imajte na umu da kada se ravnalo pomakne na jednu stranu, ovdje se formira zračna brtva. S druge strane je i pečat. Između ovih brtvi stvara se zračni vakuum. Uzdužni val - ovo je zvučni val, koji se sastoji od brtvi i zračnih pražnjenja. Frekvencija vibracije ravnala je u ovom slučaju manja od audio frekvencije, tako da ne čujemo ovaj val, ovaj zvuk. Na temelju iskustva koje smo upravo promatrali, krajem 18. stoljeća nastao je instrument nazvan vilica za melodiju.

Riža. 3. Širenje uzdužnih zvučnih valova iz vilice za podešavanje

Kao što smo vidjeli, zvuk se javlja kao rezultat vibracija tijela sa zvučnom frekvencijom. Širenje zvučni valovi u svim pravcima. Mora postojati medij između ljudskog slušnog aparata i izvora zvučnih valova. Taj medij može biti plinovit, tekući, čvrst, ali to moraju biti čestice sposobne prenositi vibracije. Proces prijenosa zvučnih valova mora se nužno dogoditi tamo gdje postoji materija. Ako nema tvari, nećemo čuti nikakav zvuk.

Da zvuk postoji:

1. Izvor zvuka

2. srijeda

3. Slušni aparat

4. Frekvencija 16-20000Hz

5. Intenzitet

Prijeđimo sada na raspravu o karakteristikama zvuka. Prvi je teren. Visina zvuka - karakteristika, koja je određena frekvencijom titranja. Što je viša frekvencija tijela koje proizvodi vibracije, to će zvuk biti jači. Opet se okrenimo ravnalu, stegnutom u škripcu. Kao što smo već rekli, vidjeli smo vibracije, ali nismo čuli zvuk. Ako se sada duljina ravnala smanji, tada ćemo čuti zvuk, ali će biti puno teže vidjeti vibracije. Pogledaj liniju. Ako sada djelujemo na to, nećemo čuti nikakav zvuk, ali promatramo vibracije. Ako skratimo ravnalo, čut ćemo zvuk određene visine. Duljinu ravnala možemo još skratiti, tada ćemo čuti zvuk još veće visine (frekvencije). Istu stvar možemo primijetiti i kod tuning vilica. Ako uzmemo veliku viljušku za grijanje (naziva se i demonstracijska vilica) i udarimo u noge takve vilice, možemo promatrati oscilaciju, ali nećemo čuti zvuk. Ako uzmemo još jednu viljušku za podešavanje, onda ćemo, udarivši po njoj, čuti određeni zvuk. I sljedeća tuning vilica, prava tuning vilica koja služi za ugađanje glazbeni instrumenti. Proizvodi zvuk koji odgovara noti la, ili, kako kažu, 440 Hz.

Sljedeća značajka- tembar zvuka. Timbre naziva zvučna boja. Kako se ova karakteristika može ilustrirati? Timbar je razlika između dva identična zvuka koji sviraju različiti glazbeni instrumenti. Svi znate da imamo samo sedam bilješki. Ako čujemo istu notu A, snimljenu na violini i na klaviru, onda ćemo ih razlikovati. Odmah možemo reći koji je instrument stvorio ovaj zvuk. Upravo ta značajka - boja zvuka - karakterizira timbar. Mora se reći da timbar ovisi o tome koje zvučne vibracije se reproduciraju, uz temeljni ton. Činjenica je da su proizvoljne zvučne vibracije prilično složene. Sastoje se od skupa pojedinačnih vibracija, kažu spektra vibracija. Upravo je reprodukcija dodatnih vibracija (preglasa) ono što karakterizira ljepotu zvuka pojedinog glasa ili instrumenta. Timbre je jedna od glavnih i upečatljivih manifestacija zvuka.

Još jedna značajka je glasnoća. Jačina zvuka ovisi o amplitudi vibracija. Pogledajmo i provjerimo je li glasnoća povezana s amplitudom vibracija. Dakle, uzmimo vilicu za podešavanje. Učinimo sljedeće: ako slabo udarite vilicu za podešavanje, tada će amplituda oscilacija biti mala i zvuk će biti tih. Ako je sada vilica za podešavanje jače pogođena, onda je zvuk puno jači. To je zbog činjenice da će amplituda oscilacija biti mnogo veća. Percepcija zvuka je subjektivna stvar, ovisi o tome kakav je slušni aparat, kakvo je stanje osobe.

Popis dodatne literature:

Jeste li upoznati sa zvukom? // Quantum. - 1992. - br. 8. - C. 40-41. Kikoin A.K. O glazbenim zvucima i njihovim izvorima // Kvant. - 1985. - Broj 9. - S. 26-28. Osnovni udžbenik fizike. Ed. G.S. Landsberg. T. 3. - M., 1974.

Integrirani sat fizike, glazbe i informatike.

Svrha lekcije:

Upoznati učenike s pojmom "zvuk", karakteristikama zvuka; naučiti razlikovati zvukove po glasnoći, tembru, pokazati kako su te karakteristike povezane s frekvencijom i amplitudom vibracija; pokazati vezu između fizike i glazbe.

Cilj

Preuzimanje datoteka:

Pregled:

9. razred Lekcija 36

Izvori zvuka. Zvučne vibracije. Rješavanje problema.

Svrha lekcije: Upoznati učenike s pojmom "zvuk", karakteristikama zvuka; naučiti razlikovati zvukove po glasnoći, tonu, tembru; pokazati kako su te karakteristike povezane s frekvencijom i amplitudom oscilacija; pokazati vezu između fizike i glazbe.

Tijekom nastave.

1. Organiziranje vremena.
2. Ažuriranje znanja.

slajd 1

• Frontalna anketa

1. Što su mehanički valovi?

2. Koje su dvije vrste mehaničkih valova?

3. Što je period, frekvencija, valna duljina, brzina vala? Kakva veza postoji između njih?

• Samostalan rad.

3. Učenje novog gradiva.

Učitelj, nastavnik, profesor. Na posljednjoj lekciji počeli smo proučavati mehaničke valove kako bismo se dalje upoznali Elektromagnetski valovi. Iako imaju različita imena, različitu fizičku prirodu, opisuju ih isti parametri i jednadžbe. Danas ćemo se upoznati s drugom vrstom mehaničkih valova. Njihovo ime ćete zapisati nakon što odlučite logički zadatak(metoda rješavanja takvih problema naziva se "brainstorming").

Englezi imaju bajku: “Đavao je uhvatio tri putnika i pristao ih pustiti ako mu daju nemoguć zadatak. Jedan je tražio da rastuće drvo postane zlatno, drugi - da rijeka poteče natrag. Prokleto u šali, snašao se s tim i uzeo duše obojici putnika. Ostao je i treći putnik...” Dečki, stavite se na mjesto ovog putnika i ponudite vragu nemoguć zadatak. (U ponudi su različite verzije.) “... A treći je zviždao i rekao: “Prišijte gumb na ovo!” - i đavo se posramio.

Što je zviždaljka?

Studenti. Zvuk.

Slajd 2 (tema lekcije)

slajd 3

Svijet zvukova je tako raznolik
Bogat, lijep, raznolik,
Ali sve nas muči pitanje

Odakle dolaze zvukovi?
Da su nam uši posvuda oduševljene?
Vrijeme je da se ozbiljno razmisli.

1. Priroda zvuka. Uvjeti potrebni za postojanje zvuka

Učitelj, nastavnik, profesor. Živimo u svijetu zvukova koji nam omogućuju primanje informacija o tome što se događa okolo.

Pokušavaju šapnuti komadiće plakata,
Pokušava vrisnuti željezne krovove,
A voda pokušava pjevati u cijevima,
I tako žice nemoćno muku...

K.Ya.Vanshenkin.

Što je zvuk? Kako ga možete dobiti? Na sva ova pitanja odgovara fizika.

slajd 4

Što je akustika.

Akustika je grana fizike koja se bavi proučavanjem zvuka, njegovih svojstava i zvučnih pojava.

Zvučni valovi nose energiju koju, kao i druge vrste energije, ljudi mogu koristiti. Ali glavna stvar je ogroman raspon izražajnih sredstava koje posjeduju govor i glazba. Od davnina, zvukovi su služili ljudima kao sredstvo komunikacije i međusobnog komuniciranja, sredstvo poznavanja svijeta i ovladavanja tajnama prirode. Zvukovi su naši stalni suputnici. Oni djeluju na osobu na različite načine: oduševljavaju i gnjave, smiruju i daju snagu, miluju uho i plaše svojom neočekivanošću. (Snimanje "Rostov chimes" je uključeno.)

Čuli su se poznati zvonci četverolučnog zvonika, sagrađenog 1682–1687. u gradu Rostovu Velikom, gradu slave prošlosti. Rostovske zvonce izvodi pet zvonara, a jezikom najvećeg zvona "Sysoya" njišu dvoje ljudi. Trinaest zvona je poredano u nizu. Zvonari postaju tako da se mogu vidjeti i složiti se u taktu.

Od davnina zvonjava pratio život naroda. Veliki Novgorod, Pskov, Moskva dugo su bili poznati po svojim zvonima, ali nije bilo takvog "orkestra" kao u Rostovu. Što je uzrok zvuka?

slajd 5

Razlog za zvuk? - vibracija (vibracije) tijela, iako su te vibracije često nevidljive našim očima.

Izvori zvuka - tijela koja osciliraju.

Međutim, nisu sva tijela koja vibriraju izvor zvuka. Uvjerimo se u ovo.

Iskustvo 1. "Dan neposluha".

“Ne možete to učiniti! Ne klikajte na liniju! Sada razbijte ravnalo - kako ćete mjeriti segmente u matematici? Koliko smo to često čuli u školi! Ali sada ćemo imati dan neposlušnosti. U ovom eksperimentu to nije samo dopušteno – trebate kliknuti ravnalo na rubu stola. Uostalom, i ovo je fizika!

Materijali: ravnalo, stol.

Sekvenciranje.

Postavite ravnalo na stol tako da polovica visi preko ruba stola. Rukom čvrsto pritisnite kraj koji leži na stolu i pričvrstite ga na mjesto. Drugom rukom podignite slobodni kraj ravnala (samo ne jako da se ne slomi) i pustite. Poslušajte nastali pjevušenje.

Sada pomaknite ravnalo malo naprijed, kako biste smanjili duljinu nadvijenog dijela. Ponovno savijte i otpustite ravnalo. Kakav je zvuk proizveo? Je li isto kao prošli put?

znanstveno objašnjenje.

Kao što ste vjerojatno već pretpostavili, zujanje proizvodi vibracija dijela ravnala koji visi preko ruba stola. Dio koji je pritisnut na stol ne može vibrirati i stoga uopće ne proizvodi zvuk. Što je kraći vibrirajući kraj ravnala, to je zvuk jači,što duže, to je zvuk niži.

slajd 6

Zvuk je mehanički elastični valovi, koji se širi u plinovima, tekućinama, čvrstim tvarima.

Valovi koji izazivaju osjećaj zvuka, sfrekvencija od 16 Hz do 20.000 Hz

zvani zvučni valovi (uglavnom uzdužni).

Slajd 7

Širenje zvuka može se usporediti sa širenjem vala u vodi. Samo ulogu kamena bačenog u vodu ima tijelo koje oscilira, a umjesto površine vode u zraku se šire zvučni valovi. Svaka vibracija grane kamerona stvara jednu kondenzaciju i jedno razrjeđivanje u zraku. Izmjena takvih koncentracija i pražnjenja je zvučni val.

Slajd 8

Čuti zvuk potrebno:

1. izvor zvuka;

2. elastični medij između njega i uha;

3. određeni frekvencijski raspon vibracija izvora zvuka - između 16 Hz i 20 kHz,

4. Dovoljna snaga zvučnih valova za percepciju uha.

Slajd 9

Postoje dvije vrste izvora zvuka: umjetni i prirodni, pronađite ih u zagonetkama:

Slajdovi 10 - 12

1. Proleti pored uha,

On mi zuji: "Ja nisam muha."

Nos je dug

Tko će ga ubiti

On će proliti svoju krv.

(Komarac).

3. Ptica pjevica u šumi

životi,

Čisti perje

(Ptica).

4. Hoda naprijed-nazad,

Nikad se ne umara.

Svima koji dođu

Ona pruža ruku.

(Vrata).

5. Dva brata

Pokucaju na jedno dno.

Ali ne samo pobijediti-

Zajedno pjevaju pjesmu.

(Bubanj).

6. Pasi kravu na livadi

Domaćica je otišla

Objesite malo zvonce.

Što je? pogodi!

(Zvono).

6. Na drvenom trokutu

Povukao tri žice

Pokupio, igrao

Noge su počele plesati same.

(Balalajka).

8. Uređaj je mali,

Ali tako nevjerojatan.

Ako je moj prijatelj daleko

Lako mi je razgovarati s njim.

(Telefon).

Glazbene zvukove proizvode različiti glazbeni instrumenti. Izvori zvuka u njima su različiti, pa su glazbeni instrumenti podijeljeni u nekoliko skupina:

Slajdovi 13-16

• Udaraljke - tambure, bubnjevi, ksilofoni itd. (Ovdje rastegnuti materijal, metalne ploče itd. osciliraju od udarca štapa ili ruke);
• Puhački instrumenti - flaute, rogovi i fanfare, klarineti, rogovi, lule (fluktuacije stupca zraka unutar instrumenta
• Gudači - violina, gitara itd..
• Klavijature - klavir, čembalo (vibracije žica ovdje nastaju udaranjem čekićima);

Dakle, prema učinku koji na nas proizvodi, svi se zvukovi dijele u dvije skupine: glazbeni zvukovi i šumovi. Po čemu se međusobno razlikuju?

Teško je razlikovati glazbu i buku, jer ono što se jednom može činiti glazbom, drugome može biti samo buka. Neki smatraju da je opera potpuno neglazbena, dok drugi, naprotiv, vide granicu savršenstva u glazbi. Risanje konja ili škripa vagona natovarenih drvetom za većinu ljudi može biti buka, ali drvosječa. Roditeljima koji vole, plač novorođenčeta može izgledati kao glazba, drugima su takvi zvukovi samo buka.

Ipak, većina ljudi će se složiti da su zvukovi koji dopiru iz vibrirajućih žica, trske, viljuške i vibrirajućih glasnica pjevača glazbeni. Ali ako je tako. Što je bitno za uzbuđenje glazbenog zvuka ili tona?

Naše iskustvo pokazuje da je za glazbeni zvuk bitno da se vibracije javljaju u pravilnim intervalima. Vibracije viljuške za podešavanje, žica itd. su ove prirode; vibracije vlakova, vagona s drvetom itd. pojavljuju se u nepravilnim, nepravilnim intervalima, a zvukovi koje proizvode samo su šum. Buka se razlikuje od glazbenog tona po tome što ne odgovara nijednoj specifičnoj frekvenciji vibracije i, prema tome, određenoj visini. Buka sadrži vibracije različitih frekvencija. Razvojem industrije i suvremenog brzog prometa pojavio se novi problem – borba protiv buke. Čak je postojao i novi koncept "zagađenja bukom" okoliša.

slajd 17 R. Rozhdestvensky dao je vrlo točnu i opsežnu sliku trenutne stvarnosti:

aerodromi,

Pristaništa i platforme

Šume bez ptica i zemlje bez vode...

Sve manje - okolna priroda,

Sve više okoliša.

Buka, osobito visokog intenziteta, ne samo da je neugodna i zamorna – ona također može ozbiljno narušiti zdravlje.

Najopasnije je dugotrajno izlaganje intenzivnoj buci na sluhu osobe koja može dovesti do djelomičnog ili potpunog gubitka sluha. Medicinska statistika pokazuje da posljednjih godina gubitak sluha zauzima vodeće mjesto u strukturi profesionalnih bolesti i nema tendenciju smanjenja.

Stoga je važno poznavati značajke ljudske percepcije zvuka, prihvatljive razine buke sa stajališta osiguranja zdravlja, visokih performansi i udobnosti, kao i sredstva i metode kontrole buke.

Negativan utjecaj buke na čovjeka i zaštita od nje.

Štetno djelovanje buke na ljudski organizam.

Slajd 18

Manifestacija štetnog djelovanja buke na ljudsko tijelo vrlo je raznolika.

Dugotrajno izlaganje intenzivnoj buci(iznad 80 dB) do sluha osobe dovodi do njegovog djelomičnog ili potpunog gubitka. Ovisno o trajanju i intenzitetu izlaganja buci, dolazi do većeg ili manjeg smanjenja osjetljivosti slušnih organa, izraženog kao privremeni pomak praga sluha, koji nestaje nakon prestanka izlaganja buci, a s dužim trajanjem i (ili) intenzitet buke, nepovratangubitak sluha (nagluhost), koju karakterizira stalna promjena praga sluha.

Postoje sljedeći stupnjevi gubitka sluha:

Slajd 19

• I stupanj ( blagi pad sluh) - gubitak sluha u području govornih frekvencija je 10 - 20 dB, na frekvenciji od 4000 Hz - 20 - 60 dB;
• II stupanj (umjereni gubitak sluha) - gubitak sluha u području govornih frekvencija je 21 - 30 dB, na frekvenciji od 4000 Hz - 20 - 65 dB;
• III stupanj (značajan gubitak sluha) - gubitak sluha u području govornih frekvencija je 31 dB ili više, na frekvenciji od 4000 Hz - 20 - 78 dB.

Učinak buke na ljudsko tijelo nije ograničen samo na utjecaj na organ sluha.. Preko vlakana slušnih živaca nadražaj bukom se prenosi na središnji i autonomni živčani sustav, a preko njih utječe na unutarnji organi, što dovodi do značajnih promjena u funkcionalnom stanju tijela, utječe na psihičko stanje osobe, izazivajući osjećaj tjeskobe i iritacije. Osoba izložena intenzivnoj (više od 80 dB) buci troši u prosjeku 10-20% više fizičkog i neuropsihičkog napora kako bi održala postignuti učinak na razini zvuka ispod 70 dB. Utvrđeno je povećanje od 10-15% ukupnog morbiditeta radnika u bučnim industrijama. Utjecaj na autonomni živčani sustav očituje se i pri niskim razinama zvuka (40 - 70 dB). Od vegetativnih reakcija najizraženiji je poremećaj periferne cirkulacije zbog sužavanja kapilara. koža i sluznice, kao i povećana krvni tlak(pri razinama zvuka iznad 85 dB).

Utjecaj buke na središnji živčani sustav uzrokuje povećanje latentnog (skrivenog) razdoblja vidno-motoričke reakcije, dovodi do poremećaja pokretljivosti živčanih procesa, promjene elektroencefalografskih parametara, remeti bioelektričnu aktivnost mozga s manifestacijom opće funkcionalne promjene u tijelu (već uz šum od 50 - 60 dB), značajno mijenja biopotencijale mozga, njihovu dinamiku, uzrokuje biokemijske promjene u strukturama mozga.

Za impulzivne i nepravilne zvukovepovećana je izloženost buci.

Promjene u funkcionalnom stanju središnjeg i autonomnog živčani sustavi nastaju mnogo ranije i pri nižim razinama buke od smanjenja slušne osjetljivosti.

Slajd 20

Trenutno, "bolest buke" karakterizira niz simptoma:

• smanjena osjetljivost sluha;
• promjena u funkciji probave, izražena u smanjenju kiselosti;
• kardiovaskularna insuficijencija;
• neuroendokrini poremećaji.

Oni koji rade u uvjetima duljeg izlaganja buci osjećaju razdražljivost, glavobolje, vrtoglavicu, gubitak pamćenja, povećan umor, gubitak apetita, bolove u ušima itd. Izloženost buci može uzrokovati negativne promjene emocionalno stanje osoba, do stresa. Sve to smanjuje radnu sposobnost osobe i njezinu produktivnost, kvalitetu i sigurnost rada. Utvrđeno je da se tijekom rada koji zahtijeva povećanu pažnju, s povećanjem razine zvuka sa 70 na 90 dB, produktivnost rada smanjuje za 20%.

Slajd 21 (Filmske digitalne droge)

slajd 22

ultrazvuk ( iznad 20 000 Hz) također uzrokuju oštećenje sluha, iako ljudsko uho na njih ne reagira. Snažan ultrazvuk utječe nervne ćelije mozga i leđne moždine, izaziva peckanje u vanjskom slušnom kanalu i osjećaj mučnine.

Ništa manje opasni nisu infrazvučni izloženost akustičnim vibracijama (manje od 20 Hz). Uz dovoljan intenzitet, infrazvuci mogu utjecati na vestibularni aparat, smanjujući slušnu osjetljivost i povećavajući umor i razdražljivost, te dovesti do poremećaja koordinacije. Posebnu ulogu imaju infrafrekventne oscilacije frekvencije od 7 Hz. Kao rezultat njihove podudarnosti s prirodnom frekvencijom alfa ritma mozga, uočavaju se ne samo oštećenja sluha, već i unutarnje krvarenje. Infrazvuk (6 8 Hz) može dovesti do poremećaja srčane aktivnosti i cirkulacije krvi.

Slajdovi 23 - 24

OČUVANJE SLUHA

Začepite uši palčevima kažiprstima nježno stavite na kapke zatvorenih očiju. Srednji prsti stisnu nosnice. Neimenovani prsti a oba mala prsta naslanjaju se na usne koje su sklopljene u cijev i ispružene naprijed. Izvedite glatki udah kroz usta tako da se obrazi napuhnu. Nakon udaha, nagnite glavu i zadržite dah. Zatim polako podignite glavu, otvorite oči i izdahnite kroz nos.

2. Vježba "Stablo" za tišinu - vrlo jednostavna.Možete govoriti samo u slučaju izravnog pitanja ispravan oblik. Pitanja: "Pa, kako?", "Što radiš?", "Išao sam ili kako?" - ne funkcioniraju. Nakon nekog vremena, ispitivač se počinje osjećati kao podli provokator i sa svojim pitanjem: "Što je li vrijeme?” - razumije se.. I zavlada tišina. Vježba pomaže u očuvanju energije, izoštravanju sluha i koncentracije.

Svijet je ispunjen raznim zvukovima: otkucavanjem satova i tutnjavom motora, šuštanjem lišća i zavijanjem vjetra, pjevom ptica i glasovima ljudi. O tome kako se rađaju zvukovi i što predstavljaju, ljudi su počeli nagađati davno. Više starogrčki filozof a enciklopedijski znanstvenik Aristotel, na temelju opažanja, ispravno je objasnio prirodu zvuka, vjerujući da sondirajuće tijelo stvara naizmjenično kompresiju i razrjeđivanje zraka. Prošle godine autor je radio na problemu prirode zvuka i dovršen istraživački rad: "U svijetu zvukova", u kojem su se zvučne frekvencije glazbene ljestvice izračunavale čašom vode.

Zvuk karakteriziraju količine: frekvencija, valna duljina i brzina. Također ga karakterizira amplituda i glasnoća. Stoga živimo u raznolikom svijetu zvukova i njegove raznolikosti nijansi.

Na kraju prethodne studije, imao sam temeljno pitanje: postoje li načini za određivanje brzine zvuka kod kuće? Stoga možemo formulirati problem: trebamo pronaći načine ili način da odredimo brzinu zvuka.

Teorijski temelji nauka o zvuku

svijet zvukova

Do-re-mi-fa-sol-la-si

Gama zvukova. Postoje li neovisno o uhu? Jesu li to samo subjektivni osjećaji, a onda i sam svijet šuti, ili je to odraz stvarnosti u našim umovima? Ako ovo drugo, onda će i bez nas svijet zazvoniti simfonijom zvukova.

Čak je i Pitagora (582.-500. pr. Kr.) zaslužan za otkriće brojčanih odnosa koji odgovaraju različitim glazbenim zvukovima. Prolazeći pored kovačnice, gdje je nekoliko radnika kovalo željezo, Pitagora je primijetio da su zvukovi u odnosu na kvinte, kvarte i oktave. Ušavši u kovačnicu, pobrinuo se da čekić koji je dao oktavu, u usporedbi s najtežim čekićem, ima težinu jednaku 1/2 potonjeg, čekić koji je davao kvintu ima težinu jednaku 2/3, a kvart - 3/4 teškog čekića. Po povratku kući Pitagora je objesio žice s utezima proporcionalnim 1/2: 2/3: 3/4 na krajevima i navodno je otkrio da žice, kada se udari, daju iste glazbene intervale. Fizički, legenda ne podnosi kritiku, nakovanj pri udaru raznim čekićima ispušta svoj jedan te isti ton, a zakoni vibracije struna ne potvrđuju legendu. Ali, u svakom slučaju, legenda govori o drevnosti doktrine o harmoniji. Zasluge pitagorejaca na području glazbe su nedvojbene. Oni posjeduju plodnu ideju mjerenja tona zvučne žice mjerenjem njezine duljine. Poznavali su uređaj "monohord" - kutiju od cedrovih dasaka s jednom nategnutom žicom na poklopcu. Ako udarite u žicu, ona emitira jedan specifičan ton. Ako žicu podijelite na dva dijela, podupirući je trokutastim klinom u sredini, tada će emitirati viši ton. Zvuči toliko slično glavnom tonu da kada se zvuči istovremeno, gotovo se stapaju u jedan ton. Omjer dvaju tonova u glazbi je interval. Kada je omjer duljina niza 1/2:1, interval se naziva oktava. Peti i četvrti interval poznati Pitagori se dobivaju ako se klin monokorda pomakne tako da odvaja 2/3 odnosno 3/4 žice.

Što se tiče broja sedam, on je povezan s nekim još drevnijim i tajanstvenijim prikazom ljudi polureligijskog, polumističnog karaktera. Međutim, najvjerojatnije je to zbog astronomske fisije. lunarni mjesecčetiri sedmodnevna tjedna. Taj se broj pojavljuje tisućama godina u raznim legendama. Da, nalazimo ga u drevni papirus, koji je napisao Egipćanin Ahmes 2000. pr. Ovaj radoznali dokument nosi naslov: "Uputa za stjecanje znanja o svim tajnim stvarima." Između ostalog, tamo nalazimo i misteriozni zadatak zvan "stepenice". Govori o ljestvici brojeva koji predstavljaju potencije broja sedam: 7, 49, 343, 2401, 16 807. Ispod svakog broja nalazi se hijeroglif-slika: mačka, miš, ječam, mjera. Papirus ne daje nikakav trag o ovom problemu. Suvremeni tumači Ahmesovog papirusa dešifriraju stanje problema na sljedeći način: Sedam osoba ima sedam mačaka, svaka mačka jede sedam miševa, svaki miš može pojesti sedam klasova ječma, svaki klas može uzgajati sedam mjera žita. Koliko žitarice mačke mogu uštedjeti? Zašto ne zadatak s industrijskim sadržajem, predložen prije 40 stoljeća?

Moderna europska glazbena ljestvica ima sedam tonova, ali ne u svako doba i nisu svi narodi imali sedmotonsku ljestvicu. Tako, na primjer, u drevna Kina koristio ljestvicu od pet tonova. U svrhu ugađanja jedinstva, visina ovog kontrolnog tona mora biti strogo deklarirana međunarodnim sporazumom. Od 1938. kao takav temeljni ton usvojen je ton koji odgovara frekvenciji od 440 Hz (440 oscilacija u sekundi). Nekoliko tonova koji zvuče istovremeno čine glazbeni akord. Ljudi koji imaju takozvani apsolutni ton mogu čuti pojedinačne tonove u akordu.

Vi, naravno, u osnovi poznajete građu ljudskog uha. Prisjetimo se ukratko. Uho se sastoji od tri dijela: 1) vanjskog uha, koji završava u bubnjiću; 2) srednje uho koje uz pomoć tri slušne koščice: čekića, nakovnja i stremena opskrbljuje unutarnje uho vibracijama bubnjića; 3) unutarnje uho, ili labirint, sastoji se od polukružnih kanala i pužnice. Pužnica je aparat za primanje zvuka. Unutarnje uho je ispunjeno tekućinom (limfom) oscilirajuće gibanje udarcima stremena o membranu, stežući ovalni prozorčić u koštanoj kutiji labirinta. Na septumu koji dijeli pužnicu na dva dijela, duž cijele njezine duljine, u poprečnim redovima nalaze se najtanja živčana vlakna postupno rastuće duljine.

Svijet zvukova je stvaran! Ali, naravno, ne treba misliti da ovaj svijet kod svih izaziva potpuno iste senzacije. Neznanstveno je pitanje da li drugi ljudi percipiraju zvukove na potpuno isti način kao i vi.

1. 2. Izvori zvuka. Zvučne vibracije

Svijet zvukova oko nas je raznolik - glasovi ljudi i glazba, pjev ptica i zujanje pčela, grmljavina za vrijeme grmljavine i šum šume na vjetru, zvuk automobila u prolazu, aviona itd.

Zajedničko svim zvukovima je da tijela koja ih generiraju, odnosno izvori zvuka, osciliraju.

Elastično metalno ravnalo učvršćeno u škripcu će proizvoditi zvuk ako se njegov slobodni dio, čija je duljina odabrana na određeni način, dovede u oscilatorno gibanje. U ovom slučaju su oscilacije izvora zvuka očite.

Ali nije svako oscilirajuće tijelo izvor zvuka. Na primjer, oscilirajući uteg obješen na konac ili oprugu ne proizvodi zvuk. Metalno ravnalo također će prestati zvučati ako ga pomaknete prema gore u škripcu i time produžite slobodni kraj tako da frekvencija osciliranja postane manja od 20 Hz.

Istraživanja su pokazala da je ljudsko uho sposobno kao zvuk percipirati mehaničke vibracije tijela koje se javljaju na frekvenciji od 20 Hz do 20.000 Hz. Stoga se vibracije čije su frekvencije u tom rasponu nazivaju zvukom.

Mehaničke vibracije čija je frekvencija veća od 20 000 Hz nazivaju se ultrazvučnim, a vibracije s frekvencijama manjim od 20 Hz nazivaju se infrazvučnimi.

Treba napomenuti da su naznačene granice zvučnog raspona proizvoljne, budući da ovise o dobi ljudi i individualne značajke njihov slušni aparat. Obično, s godinama, gornja granica frekvencije percipiranih zvukova značajno se smanjuje - neki stariji ljudi mogu čuti zvukove s frekvencijama koje ne prelaze 6000 Hz. Djeca, naprotiv, mogu percipirati zvukove čija je frekvencija nešto veća od 20 000 Hz.

Oscilacije čije su frekvencije veće od 20 000 Hz ili manje od 20 Hz neke životinje čuju.

Svijet je ispunjen raznim zvukovima: otkucavanjem satova i tutnjavom motora, šuštanjem lišća i zavijanjem vjetra, pjevom ptica i glasovima ljudi. O tome kako se rađaju zvukovi i što predstavljaju, ljudi su počeli nagađati davno. Primijetili su, na primjer, da zvuk stvaraju tijela koja vibriraju u zraku. Čak je i starogrčki filozof i znanstvenik-enciklopedist Aristotel, na temelju zapažanja, ispravno objasnio prirodu zvuka, vjerujući da zvučno tijelo stvara naizmjenično kompresiju i razrjeđivanje zraka. Tako oscilirajuća struna ili komprimira ili razrjeđuje zrak, a zbog elastičnosti zraka ti se naizmjenični učinci prenose dalje u prostor – od sloja do sloja nastaju elastični valovi. Dospijevajući do našeg uha, djeluju na bubnjiće i izazivaju osjećaj zvuka.

Na uho, osoba percipira elastične valove frekvencije u rasponu od oko 16 Hz do 20 kHz (1 Hz - 1 oscilacija u sekundi). U skladu s tim, elastični valovi u bilo kojem mediju čije se frekvencije nalaze unutar navedenih granica nazivaju se zvučni valovi ili jednostavno zvuk. U zraku pri temperaturi od 0°C i normalnom tlaku, zvuk putuje brzinom od 330 m/s.

Izvor zvuka u plinovima i tekućinama mogu biti ne samo titrajna tijela. Na primjer, metak i strijela zvižde u letu, vjetar zavija. A tutnjava turbomlaznog zrakoplova sastoji se ne samo od buke radnih jedinica - ventilatora, kompresora, turbine, komore za izgaranje, itd., već i od buke mlazne struje, vrtloga, turbulentnih strujanja zraka koji nastaju kada zrakoplov teče uokolo velikom brzinom. Tijelo koje brzo juri kroz zrak ili vodu, takoreći, prekida tok oko sebe, povremeno stvara područja razrjeđivanja i kompresije u mediju. Rezultat su zvučni valovi.

Pojmovi tona i tembra zvuka također su važni u proučavanju zvuka. Svaki pravi zvuk, bilo da se radi o ljudskom glasu ili sviranju glazbenog instrumenta, nije obična harmonijska oscilacija, već svojevrsna mješavina mnogih harmonijske vibracije s određenim skupom frekvencija. Onaj koji ima najnižu frekvenciju naziva se osnovni ton, ostali su prizvuci. Različiti broj prizvuka svojstvenih pojedinom zvuku daje mu posebnu boju - timbar. Razlika između jednog i drugog tona nije samo zbog broja, već i zbog intenziteta prizvuka koji prate zvuk temeljnog tona. Po tembru lako razlikujemo zvukove violine i klavira, gitare i flaute, prepoznajemo glasove poznatih ljudi.

1. 4. Visina i tembar zvuka

Neka zvuče dvije različite žice na gitari ili balalaji. Čut ćemo različite zvukove: jedan je niži, drugi viši. Zvukovi muškog glasa su niži od zvukova ženskog glasa, zvukovi basa su niži od zvukova tenora, zvukovi soprana viši su od alt.

Što određuje visinu zvuka?

Može se zaključiti da visina zvuka ovisi o frekvenciji vibracija: što je veća frekvencija titranja izvora zvuka, to je veći zvuk koji emitira.

Čisti ton je zvuk izvora koji oscilira na jednoj frekvenciji.

Zvukovi iz drugih izvora (na primjer, zvukovi raznih glazbenih instrumenata, glasovi ljudi, zvuk sirene i mnogi drugi) skup su vibracija različitih frekvencija, odnosno zbirka čistih tonova.

Najniža (tj. najmanja) frekvencija tako složenog zvuka naziva se temeljna frekvencija, a odgovarajući zvuk određene visine naziva se temeljni ton (ponekad se naziva jednostavno ton). Visina složenog zvuka određena je upravo visinom njegovog temeljnog tona.

Svi ostali tonovi složenog zvuka nazivaju se prizvucima. Prizvuci određuju ton zvuka, odnosno njegovu kvalitetu, što nam omogućuje razlikovanje zvukova nekih izvora od zvukova drugih. Na primjer, zvuk klavira možemo lako razlikovati od zvuka violine čak i ako ti zvukovi imaju istu visinu, odnosno istu osnovnu frekvenciju. Razlika između ovih zvukova je zbog različitog skupa prizvuka.

Dakle, visina zvuka određena je frekvencijom njegove osnove: što je veća frekvencija temeljnog, to je zvuk viši.

Timbar zvuka određen je ukupnošću njegovih prizvuka.

1. 5. Zašto postoje različiti zvukovi?

Zvukovi se međusobno razlikuju po glasnoći, visini i tembru. Jačina zvuka dijelom ovisi o udaljenosti uha slušatelja od objekta koji zvuči, a dijelom o amplitudi vibracije potonjeg. Riječ amplituda označava udaljenost koju tijelo prijeđe od jednog tijela ekstremna točka drugome tijekom njihova oklijevanja. Što je ova udaljenost veća, to je zvuk glasniji.

Visina zvuka ovisi o brzini ili frekvenciji vibracija tijela. Što više vibracija predmet napravi u jednoj sekundi, to je jači zvuk koji proizvodi.

Međutim, dva zvuka koji su apsolutno identični po glasnoći i visini mogu se međusobno razlikovati. Muzikalnost zvuka ovisi o broju i snazi ​​prizvuka prisutnih u njemu. Ako se žica violine oscilira cijelom svojom dužinom tako da ne dođe do dodatnih vibracija, tada će se čuti najniži ton koji je sposobna proizvesti. Ovaj ton naziva se glavni ton. Međutim, ako se na njemu pojave dodatne vibracije pojedinih dijelova, tada će se pojaviti dodatne više note. Usklađujući se s glavnim tonom, stvorit će poseban, violinski zvuk. Ove note, više od korijena, nazivaju se prizvukom. Oni određuju tembar određenog zvuka.

1.6 Refleksija i širenje perturbacija.

Perturbacija dijela istegnute gumene cijevi ili opruge pomiče se po svojoj dužini. Kada perturbacija dođe do kraja cijevi, ona se reflektira, bez obzira na to je li kraj cijevi fiksiran ili slobodan. Zadržani kraj se oštro povuče prema gore i zatim dovede u prvobitni položaj. Greben formiran na cijevi pomiče se duž cijevi do zida, gdje se reflektira. U ovom slučaju reflektirani val ima oblik udubljenja, tj. ispod je prosječnog položaja cijevi, dok je početni antinod bio iznad. Koji je razlog ove razlike? Zamislite kraj gumene cijevi pričvršćene u zid. Budući da je fiksiran, ne može se pomaknuti. Prema gore usmjerena sila nadolazećeg impulsa nastoji ga natjerati da se kreće prema gore. Međutim, budući da se ne može kretati, mora postojati jednaka i suprotna sila prema dolje koja proizlazi iz oslonca i primjenjuje se na kraj gumene cijevi, tako da je reflektirani impuls antičvor prema dolje. Fazna razlika reflektiranog i izvornog impulsa je 180°.

1. 7. Stojeći valovi

Kada se ruka koja drži gumenu cijev pomiče gore-dolje i učestalost kretanja se postupno povećava, dolazi se do točke u kojoj se dobiva jedna antičvorište. Daljnji porast učestalosti titranja ruke dovest će do stvaranja dvostruke antičvorišta. Ako izmjerite učestalost pokreta ruku, vidjet ćete da se njihova učestalost udvostručila. Budući da je teško brže pomicati ruku, bolje je koristiti mehanički vibrator.

Nastali valovi nazivaju se stajaći ili stacionarni valovi. Nastaju jer je reflektirani val superponiran na upadni val.

U ovoj studiji postoje dva vala: upadni i reflektirani. Imaju istu frekvenciju, amplitudu i valnu duljinu, ali se šire u suprotnim smjerovima. To su putujući valovi, ali se međusobno interferiraju i tako stvaraju stajaće valove. To ima sljedeće posljedice: a) sve čestice u svakoj polovici valne duljine osciliraju u fazi, tj. sve se kreću u istom smjeru u isto vrijeme; b) svaka čestica ima amplitudu različitu od amplitude sljedeće čestice; c) fazna razlika između titranja čestica jednog poluvala i oscilacija čestica sljedećeg poluvala iznosi 180°. To jednostavno znači da se istodobno ili skreću što je više moguće u suprotnim smjerovima, ili, ako su u srednjem položaju, počinju se kretati u suprotnim smjerovima.

Neke se čestice ne pomiču (imaju nultu amplitudu) jer su sile koje na njih djeluju uvijek jednake i suprotne. Te se točke nazivaju čvornim točkama ili čvorovima, a udaljenost između dva sljedeća čvora je polovica valne duljine, tj. 1 \ 2 λ.

Maksimalno gibanje događa se u točkama i amplituda tih točaka je dvostruko veća od amplitude upadnog vala. Te se točke nazivaju antičvorovi, a udaljenost između dva slijedeća antičvorišta je polovica valne duljine. Udaljenost između čvora i sljedećeg antičvora je jedna četvrtina valne duljine, tj. 1\4λ.

Stojeći val razlikuje se od putujućeg vala. U putujućem valu: a) sve čestice imaju istu amplitudu titranja; b) svaka čestica nije u fazi sa sljedećom.

1. 8. Rezonantna cijev.

Rezonantna cijev je uska cijev u kojoj vibrira stup zraka. Za promjenu duljine zračnog stupa, primijenite različiti putevi, kao što su promjene u razini vode u cijevi. Zatvoreni kraj cijevi je čvor jer je zrak u kontaktu s njim nepomičan. Otvoreni kraj cijevi je uvijek antičvor, budući da je amplituda titranja ovdje maksimalna. Postoji jedan čvor i jedan antičvor. Duljina cijevi je otprilike jedna četvrtina duljine stajaće valne duljine.

Kako bi se pokazalo da je duljina stupca zraka obrnuto proporcionalna frekvenciji vala, potrebno je upotrijebiti niz viljuški za podešavanje. Bolje je koristiti mali zvučnik spojen na kalibrirani generator audio frekvencije umjesto vilica za podešavanje fiksne frekvencije. Umjesto cijevi s vodom koristi se duga cijev s klipom, jer se tako lakše bira duljina zračnih stupova. Na kraju cijevi postavlja se konstantan izvor zvuka, a rezonantne duljine stupca zraka dobivaju se za frekvencije od 300 Hz, 350 Hz, 400 Hz, 450 Hz, 500 Hz, 550 Hz i 600 Hz.

Kada se voda ulije u bocu, proizvodi se određeni ton jer zrak u boci počinje vibrirati. Visina ovog tona raste kako se volumen zraka u boci smanjuje. Svaka boca ima svoju vlastitu frekvenciju, a kada puhnete preko otvorenog vrata boce, također se može proizvesti zvuk.

Početkom rata 1939.-1945. reflektori su bili usredotočeni na zrakoplove koji koriste opremu koja radi u audio rasponu. Kako bi se spriječilo njihovo fokusiranje, neke posade su izbačene iz aviona prazne boce kad dođu u središte reflektora. Prijamnik je zamijetio glasne zvukove padajućih boca, a reflektori su izgubili fokus

1. 9. Puhački glazbeni instrumenti.

Zvukovi koje proizvode puhački instrumenti ovise o stajaćim valovima koji se javljaju u cijevima. Ton ovisi o duljini cijevi i vrsti vibracija zraka u cijevi.

Na primjer, otvorena cijev za orgulje. Zrak se upuhuje u cijev kroz rupu i udara u oštru izbočinu. To uzrokuje osciliranje zraka u cijevi. Budući da su oba kraja cijevi otvorena, na svakom kraju uvijek postoji antičvor. Najjednostavniji tip vibracije je kada postoji antičvor na svakom kraju, a jedan čvor je u sredini. To su temeljne vibracije, a duljina cijevi je približno jednaka polovici valne duljine. Visina frekvencije =c/2l, gdje je c brzina zvuka, a l duljina cijevi.

Zatvoreno cijev za orgulje ima čep na kraju, tj. kraj cijevi je zatvoren. To znači da na ovom kraju uvijek postoji čvor. Sasvim je očito da: a) osnovna frekvencija zatvorena cijev je polovica osnovne frekvencije otvorena cijev ista duljina; b) kod zatvorene lule mogu nastati samo neparni prizvuci. Dakle, raspon tonova otvorene cijevi veći je od one zatvorene.

Fizički uvjeti mijenjaju zvuk glazbenih instrumenata. Povećanje temperature uzrokuje povećanje brzine zvuka u zraku, a time i povećanje osnovne frekvencije. Duljina cijevi se također donekle povećava, što uzrokuje smanjenje frekvencije. Prilikom sviranja orgulja, na primjer, u crkvi, izvođači traže da se uključi grijanje kako bi orgulje zvučale na svojoj normalnoj temperaturi. Gudački instrumenti imaju kontrolu napetosti žica. Povećanje temperature dovodi do nekog širenja strune i smanjenja napetosti.

Poglavlje 2. Praktični dio

2. 1. Metoda za određivanje brzine zvuka pomoću rezonantne cijevi.

Uređaj je prikazan na slici. Rezonantna cijev je duga uska cijev A spojena na rezervoar B kroz gumenu cijev. Obje cijevi sadrže vodu. Kada se B podigne, duljina stupca zraka u A se smanjuje, a kada se B spusti, duljina stupca zraka u A se povećava. Postavite oscilirajuću viljušku za podešavanje na vrh A kada je duljina stupca zraka u A praktički nula. Nećete čuti nikakav zvuk. Kako se stup zraka u A povećava duljinu, čut ćete kako zvuk raste u intenzitetu, dosegnut će maksimum, a zatim početi nestajati. Ponovite ovaj postupak, podešavajući B tako da duljina stupca zraka u A proizvodi maksimalan zvuk. Zatim izmjerite duljinu l1 stupca zraka.

Čuje se glasan zvuk jer je prirodna frekvencija stupca zraka duljine l1 jednaka prirodnoj frekvenciji kamtona, pa stoga stup zraka oscilira u skladu s njim. Pronašli ste prvu rezonantnu poziciju. Zapravo, duljina zraka koji oscilira nešto je veća od stupca zraka u A.

Ako ispadneš. Još niže, tako da se duljina zračnog stupa povećava, naći ćete još jedan položaj u koji dopire zvuk maksimalna snaga. Odredite točno ovaj položaj i izmjerite duljinu l2 stupca zraka. Ovo je druga rezonantna pozicija. Kao i prije, vrh je na otvorenom kraju cijevi, a čvor na površini vode. To se može postići samo u slučaju prikazanom na slici, pri čemu je duljina stupca zraka u cijevi približno 3/4 valne duljine (3/4 λ).

Oduzimanjem dva mjerenja dobiva se:

3\4 λ - 1\4 λ = l2 - l1 , dakle, 1\2 λ = l2 - l1.

Dakle, c = ν λ = ν 2 (l2 - l1), gdje je ν frekvencija ugađanja. Ovo je brz i prilično točan način određivanja brzine zvuka u zraku.

2. 2. Eksperiment i izračuni.

Za određivanje brzine zvučnog vala korišteni su sljedeći alati i oprema:

univerzalni tronožac;

Staklena cijev debelih stijenki, zatvorena na jednom kraju, duga 1,2 metra;

Vilica za podešavanje, čija je frekvencija 440 Hz, napomena "la";

Čekić;

Boca za vodu;

Mjerilo.

Napredak istraživanja:

1. Sastavio sam tronožac, na koji sam učvrstio prstenove na rukavu.

2. Stavite staklenu cijev u tronožac.

3. Ulivajući vodu u cijev, i uzbudljive zvučne valove na kamtonoru, stvorio je stajaće valove u cijevi.

4. Empirijski je postignuta tolika visina vodenog stupca da su zvučni valovi pojačani u staklenoj cijevi, tako da je uočena rezonancija u cijevi.

5. Izmjerena prva duljina kraja cijevi bez vode - l2 = 58 cm = 0,58 m

6. Dodato još vode u cijev. (Ponovite korake 3, 4, 5) - l1 = 19 cm = 0,19 m

7. Izvršeni izračuni prema formuli: c \u003d ν λ \u003d ν 2 (l2 - l1),

8. s \u003d 440 Hz * 2 (0,58 m - 0,19 m) \u003d 880 * 0,39 \u003d 343,2 m / s

Rezultat istraživanja je brzina zvuka = ​​343,2 m/s.

2. 3. Zaključci praktičnog dijela

Pomoću opreme po svom izboru odredite brzinu zvuka u zraku. Usporedili smo rezultat s tabličnom vrijednošću - 330 m / s. Dobivena vrijednost je približno jednaka tablici. Odstupanja su nastala zbog pogrešaka u mjerenju, drugi razlog: tablična vrijednost je data pri temperaturi od 00C, au stanu temperatura zraka = 240C.

Stoga se predložena metoda za određivanje brzine zvuka pomoću rezonantne cijevi može primijeniti.

Zaključak.

Sposobnost izračunavanja i određivanja karakteristika zvuka vrlo je korisna. Kao što slijedi iz studije, karakteristike zvuka: glasnoća, amplituda, frekvencija, valna duljina - ove su vrijednosti svojstvene određenim zvukovima, pomoću njih se može odrediti kakav zvuk čujemo u ovaj trenutak. Ponovno smo suočeni s matematičkom pravilnošću zvuka. Ali brzina zvuka, iako je moguće izračunati, ali ovisi o temperaturi prostorije i prostoru u kojem se zvuk javlja.

Time je svrha studije ispunjena.

Hipoteza studije je potvrđena, ali je u budućnosti potrebno uzeti u obzir pogreške mjerenja.

Na temelju toga ispunjeni su ciljevi studije:

Studirao teorijske osnove ovo pitanje;

Otkrivaju se pravilnosti;

Poduzete su potrebne mjere;

Izrađuju se proračuni brzine zvuka;

Rezultati izračuna uspoređeni su s već dostupnim tabličnim podacima;

Daje se ocjena dobivenih rezultata.

Kao rezultat rada: o naučio odrediti brzinu zvuka pomoću rezonantne cijevi; o Naišao je na problem različita brzina zvuk na različita temperatura, pa ću pokušati istražiti ovaj problem u bliskoj budućnosti.