Kopsavilkums: skaņas avoti. Skaņas vibrācijas

Skaņas avoti. Skaņas vibrācijas

Cilvēks dzīvo skaņu pasaulē. Skaņa cilvēkam ir informācijas avots. Viņš brīdina cilvēkus par briesmām. Skaņa mūzikas veidā, putnu dziesmas sniedz mums baudu. Mēs esam priecīgi uzklausīt cilvēku ar patīkama balss. Skaņas ir svarīgas ne tikai cilvēkiem, bet arī dzīvniekiem, kuriem laba skaņas uztveršana palīdz izdzīvot.

Skaņa - Tie ir mehāniski elastīgi viļņi, kas izplatās gāzēs, šķidrumos, cietās vielās.

Skaņas cēlonis - ķermeņu vibrācijas (svārstības), lai gan šīs vibrācijas bieži vien ir neredzamas mūsu acīm.

Skaņas avoti - fiziski ķermeņi, kas svārstās, t.i. drebēt vai vibrēt ar frekvenci
no 16 līdz 20 000 reižu sekundē. Vibrējošais korpuss var būt ciets, piemēram, stīga
vai Zemes garoza, gāzveida, piemēram, gaisa strūkla pūšamajos mūzikas instrumentos
vai šķidrums, piemēram, viļņi uz ūdens.

Skaļums

Skaļums ir atkarīgs no skaņas viļņa vibrāciju amplitūdas. Skaņas skaļuma mērvienība ir 1 Bel (par godu telefona izgudrotājam Aleksandram Grehemam Belam). Praksē skaļumu mēra decibelos (dB). 1 dB = 0,1 B.

10 dB - čukstēt;

20-30 dB – trokšņa norma dzīvojamās telpās;
50 dB– vidēja apjoma saruna;
80 d B - darbojoša kravas automašīnas dzinēja troksnis;
130 dB- slieksnis sāpju sajūta

Skaņa virs 180 dB var izraisīt pat bungādiņas plīsumu.

augstas skaņas ko attēlo augstas frekvences viļņi - piemēram, putnu dziesmas.

zemas skaņas ir zemas frekvences viļņi, piemēram, lielas kravas automašīnas dzinēja skaņa.

skaņas viļņi

skaņas viļņi Tie ir elastīgi viļņi, kas cilvēkā izraisa skaņas sajūtu.

Skaņas vilnis var pārvietoties ļoti dažādos attālumos. Lielgabalu uguns dzirdama 10-15 km attālumā, zirgu ņurdēšana un suņu riešana - 2-3 km attālumā, un čuksti ir tikai dažu metru attālumā. Šīs skaņas tiek pārraidītas pa gaisu. Bet ne tikai gaiss var būt skaņas vadītājs.

Pieliekot ausi pie sliedēm, tuvojošā vilciena troksni var dzirdēt daudz agrāk un lielākā attālumā. Tas nozīmē, ka metāls vada skaņu ātrāk un labāk nekā gaiss. Ūdens arī labi vada skaņu. Iegremdējot ūdenī, var skaidri dzirdēt, kā akmeņi klauvē viens pret otru, kā sērfošanas laikā čaukst oļi.

Ūdens īpašība - labi vadīt skaņu - tiek plaši izmantota izlūkošanai jūrā kara laikā, kā arī jūras dziļuma mērīšanai.

Nepieciešams nosacījums skaņas viļņu izplatīšanās - materiālās vides klātbūtne. vakuumā skaņas viļņi neizplatās, jo nav daļiņu, kas pārraida mijiedarbību no vibrāciju avota.

Tāpēc uz Mēness atmosfēras neesamības dēļ valda pilnīgs klusums. Pat meteorīta krišana uz tā virsmas nav dzirdama novērotājam.

Skaņa izplatās dažādos ātrumos katrā vidē.

skaņas ātrums gaisā- aptuveni 340 m/s.

Skaņas ātrums ūdenī- 1500 m/s.

Skaņas ātrums metālos, tēraudā- 5000 m/s.

Siltā gaisā skaņas ātrums ir lielāks nekā aukstā gaisā, kas izraisa skaņas izplatīšanās virziena izmaiņas.

DAKŠĶIS

-Šo U-veida metāla plāksne , kura gali pēc sitiena var svārstīties.

Publicēts kamertonis Skaņa ir ļoti vāja, un to var dzirdēt tikai nelielā attālumā.
Rezonators - koka kaste, uz kuras var piestiprināt kamertoni, kalpo skaņas pastiprināšanai.
Šajā gadījumā skaņas emisija notiek ne tikai no kamertonis, bet arī no rezonatora virsmas.
Tomēr kamertonis skaņas ilgums uz rezonatora būs mazāks nekā bez tā.

E X O

Skaļa skaņa, kas atspīd no šķēršļiem, pēc dažiem mirkļiem atgriežas skaņas avotā, un mēs dzirdam atbalss.

Reizinot skaņas ātrumu ar laiku, kas pagājis no tās rašanās līdz atgriešanai, jūs varat noteikt divreiz lielāku attālumu no skaņas avota līdz barjerai.
Šī metode attāluma līdz objektiem noteikšanai tiek izmantota eholokācija.

Piemēram, daži dzīvnieki sikspārņi,
izmantot arī skaņas atstarošanas fenomenu, pielietojot eholokācijas metodi

Eholokācijas pamatā ir skaņas atstarošanas īpašība.

Skaņa - darbojas mehāniskais vērsis uz un nodod enerģiju.
Tomēr visu cilvēku vienlaicīgas sarunas spēks globuss diez vai vairāk par vienas Moskviča mašīnas jaudu!

Ultraskaņa.

· Vibrācijas, kuru frekvence pārsniedz 20 000 Hz, sauc par ultraskaņu. Ultraskaņu plaši izmanto zinātnē un tehnoloģijā.

Šķidrums vārās, izejot cauri ultraskaņas vilnim (kavitācija). Tas rada hidraulisko triecienu. Ultraskaņa var noplēst gabalus no metāla virsmas un sasmalcināt cietās vielas. Nesajaucamus šķidrumus var sajaukt ar ultraskaņu. Tādā veidā tiek gatavotas eļļas emulsijas. Ultraskaņas iedarbībā notiek tauku pārziepjošana. Veļas mazgājamās mašīnas ir balstītas uz šo principu.

· Plaši lietots ultraskaņa hidroakustikā. Augstas frekvences ultraskaņas ūdens absorbē ļoti vāji un var izplatīties desmitiem kilometru. Ja viņi savā ceļā satiek dibenu, aisbergu vai citu ciets, tie tiek atspoguļoti un sniedz liela spēka atbalsi. Ultraskaņas eholote ir balstīta uz šo principu.

metālā ultraskaņa izplatās gandrīz bez absorbcijas. Izmantojot ultraskaņas lokalizācijas metodi, liela biezuma daļas iekšpusē ir iespējams konstatēt mazākos defektus.

Ultraskaņas drupināšanas efektu izmanto ultraskaņas lodāmuru ražošanā.

ultraskaņas viļņi, kas nosūtīti no kuģa, atspīd no nogrimušā objekta. Dators nosaka atbalss parādīšanās laiku un nosaka objekta atrašanās vietu.

· Ultraskaņu izmanto medicīnā un bioloģijā eholokācijai, audzēju un atsevišķu ķermeņa audu defektu noteikšanai un ārstēšanai, ķirurģijā un traumatoloģijā mīksto un kaulaudu preparēšanai dažādu operāciju laikā, lauztu kaulu metināšanai, šūnu iznīcināšanai (lieljaudas ultraskaņa).

Infraskaņa un tās ietekme uz cilvēku.

Svārstības, kuru frekvence ir zem 16 Hz, sauc par infraskaņu.

Dabā infraskaņa rodas gaisa virpuļkustības dēļ atmosfērā vai dažādu ķermeņu lēnu vibrāciju rezultātā. Infraskaņu raksturo vāja absorbcija. Tāpēc tas izplatās lielos attālumos. Cilvēka ķermenis sāpīgi reaģē uz infraskaņas vibrācijām. Zem ārējās ietekmes izraisa mehāniskā vibrācija vai skaņas vilnis 4-8 Hz frekvencēs, cilvēks jūt kustību iekšējie orgāni, 12 Hz frekvencē - jūras slimības lēkme.

Augstākā intensitāte infraskaņas vibrācijas izveidot mašīnas un mehānismus, kuriem ir virsmas lieli izmēri, veicot zemas frekvences mehāniskās vibrācijas (infraskaņu mehāniskā izcelsme) vai turbulentas gāzu un šķidrumu plūsmas (aerodinamiskas vai hidrodinamiskas izcelsmes infraskaņa).

Jautājumi.

1. Pastāstiet mums par eksperimentiem, kas attēloti 70.–73. Kāds secinājums no tiem izriet?

Pirmajā eksperimentā (70. att.) skrūvspīlēs iespīlēts metāla lineāls vibrējot rada skaņu.
Otrajā eksperimentā (71. att.) var novērot virknes vibrācijas, kas arī rada skaņu.
Trešajā eksperimentā (72. att.) tiek novērota kamertonis skaņa.
Ceturtajā eksperimentā (73. att.) kamertonis vibrācijas tiek "pierakstītas" uz kvēpu plāksnītes. Visi šie eksperimenti parāda skaņas izcelsmes svārstīgo raksturu. Skaņa nāk no vibrācijām. Ceturtajā eksperimentā to var novērot arī vizuāli. Adatas gals atstāj pēdas formā tuvu sinusoīdam. Šajā gadījumā skaņa nerodas no nekurienes, bet to rada skaņas avoti: lineāls, stīga, kamertonis.

2. Kā kopīpašums ir visi skaņas avoti?

Jebkurš skaņas avots noteikti svārstās.

3. Kādas frekvences mehāniskās vibrācijas sauc par skaņu un kāpēc?

Skaņas vibrācijas sauc par mehāniskām vibrācijām ar frekvencēm no 16 Hz līdz 20 000 Hz, jo. šajā frekvenču diapazonā tos uztver cilvēks.

4. Kādas vibrācijas sauc par ultraskaņu? infraskaņa?

Svārstības, kuru frekvence pārsniedz 20 000 Hz, sauc par ultraskaņu, un tās, kuru frekvence ir zemāka par 16 Hz, sauc par infraskaņu.

5. Pastāstiet par jūras dziļuma mērīšanu, izmantojot eholokāciju.

Vingrinājumi.

1. Mēs dzirdam lidojoša moskīta spārnu spārnu skaņu. bet lidojošam putnam tā nav. Kāpēc?

Moskītu spārnu svārstību frekvence ir 600 Hz (600 sitieni sekundē), zvirbulim ir 13 Hz, un cilvēka auss uztver skaņas no 16 Hz.

Skaņas avoti. Skaņas vibrācijas

Cilvēks dzīvo skaņu pasaulē. Skaņa cilvēkam ir informācijas avots. Viņš brīdina cilvēkus par briesmām. Skaņa mūzikas veidā, putnu dziesmas sniedz mums baudu. Mums patīk klausīties cilvēkā ar patīkamu balsi. Skaņas ir svarīgas ne tikai cilvēkiem, bet arī dzīvniekiem, kuriem laba skaņas uztveršana palīdz izdzīvot.

Skaņa - Tie ir mehāniski elastīgi viļņi, kas izplatās gāzēs, šķidrumos, cietās vielās.

Skaņas cēlonis - ķermeņu vibrācijas (svārstības), lai gan šīs vibrācijas bieži vien ir neredzamas mūsu acīm.

Skaņas avoti - fiziski ķermeņi, kas svārstās, t.i. drebēt vai vibrēt ar frekvenci
no 16 līdz 20 000 reižu sekundē. Vibrējošais korpuss var būt ciets, piemēram, stīga
vai zemes garoza, gāzveida, piemēram, gaisa strūkla pūšamajos mūzikas instrumentos
vai šķidrums, piemēram, viļņi uz ūdens.

Skaļums

Skaļums ir atkarīgs no skaņas viļņa vibrāciju amplitūdas. Skaņas skaļuma mērvienība ir 1 Bel (par godu telefona izgudrotājam Aleksandram Grehemam Belam). Praksē skaļumu mēra decibelos (dB). 1 dB = 0,1 B.

10 dB - čukstēt;

20-30 dB – trokšņa norma dzīvojamās telpās;
50 dB– vidēja apjoma saruna;
80 d B - darbojoša kravas automašīnas dzinēja troksnis;
130 dB- sāpju slieksnis

Skaņa virs 180 dB var izraisīt pat bungādiņas plīsumu.

augstas skaņas ko attēlo augstas frekvences viļņi - piemēram, putnu dziesmas.

zemas skaņas ir zemas frekvences viļņi, piemēram, lielas kravas automašīnas dzinēja skaņa.

skaņas viļņi

skaņas viļņi Tie ir elastīgi viļņi, kas cilvēkā izraisa skaņas sajūtu.

Skaņas vilnis var pārvietoties ļoti dažādos attālumos. Lielgabalu uguns dzirdama 10-15 km attālumā, zirgu ņurdēšana un suņu riešana - 2-3 km attālumā, un čuksti ir tikai dažu metru attālumā. Šīs skaņas tiek pārraidītas pa gaisu. Bet ne tikai gaiss var būt skaņas vadītājs.

Pieliekot ausi pie sliedēm, tuvojošā vilciena troksni var dzirdēt daudz agrāk un lielākā attālumā. Tas nozīmē, ka metāls vada skaņu ātrāk un labāk nekā gaiss. Ūdens arī labi vada skaņu. Iegremdējot ūdenī, var skaidri dzirdēt, kā akmeņi klauvē viens pret otru, kā sērfošanas laikā čaukst oļi.

Ūdens īpašība - labi vadīt skaņu - tiek plaši izmantota izlūkošanai jūrā kara laikā, kā arī jūras dziļuma mērīšanai.

Nepieciešams skaņas viļņu izplatīšanās nosacījums ir materiālās vides klātbūtne. Vakuumā skaņas viļņi neizplatās, jo nav daļiņu, kas pārraida mijiedarbību no vibrāciju avota.

Tāpēc uz Mēness atmosfēras neesamības dēļ valda pilnīgs klusums. Pat meteorīta krišana uz tā virsmas nav dzirdama novērotājam.

Skaņa izplatās dažādos ātrumos katrā vidē.

skaņas ātrums gaisā- aptuveni 340 m/s.

Skaņas ātrums ūdenī- 1500 m/s.

Skaņas ātrums metālos, tēraudā- 5000 m/s.

Siltā gaisā skaņas ātrums ir lielāks nekā aukstā gaisā, kas izraisa skaņas izplatīšanās virziena izmaiņas.

DAKŠĶIS

-Šo U veida metāla plāksne, kura gali pēc sitiena var svārstīties.

Publicēts kamertonis Skaņa ir ļoti vāja, un to var dzirdēt tikai nelielā attālumā.
Rezonators- koka kaste, uz kuras var piestiprināt kamertoni, kalpo skaņas pastiprināšanai.
Šajā gadījumā skaņas emisija notiek ne tikai no kamertonis, bet arī no rezonatora virsmas.
Tomēr kamertonis skaņas ilgums uz rezonatora būs mazāks nekā bez tā.

E X O

Skaļa skaņa, kas atspīd no šķēršļiem, pēc dažiem mirkļiem atgriežas skaņas avotā, un mēs dzirdam atbalss.

Reizinot skaņas ātrumu ar laiku, kas pagājis no tās rašanās līdz atgriešanai, jūs varat noteikt divreiz lielāku attālumu no skaņas avota līdz barjerai.
Šī metode attāluma līdz objektiem noteikšanai tiek izmantota eholokācija.

Daži dzīvnieki, piemēram, sikspārņi,
izmantot arī skaņas atstarošanas fenomenu, pielietojot eholokācijas metodi

Eholokācijas pamatā ir skaņas atstarošanas īpašība.

Skaņa - darbojas mehāniskais vērsis uz un nodod enerģiju.
Tomēr visu zemeslodes cilvēku vienlaicīgas sarunas spēks diez vai ir lielāks par vienas Moskviča automašīnas jaudu!

Ultraskaņa.

· Vibrācijas, kuru frekvence pārsniedz 20 000 Hz, sauc par ultraskaņu. Ultraskaņu plaši izmanto zinātnē un tehnoloģijā.

Šķidrums vārās, izejot cauri ultraskaņas vilnim (kavitācija). Tas rada hidraulisko triecienu. Ultraskaņa var noplēst gabalus no metāla virsmas un sasmalcināt cietās vielas. Nesajaucamus šķidrumus var sajaukt ar ultraskaņu. Tādā veidā tiek gatavotas eļļas emulsijas. Ultraskaņas iedarbībā notiek tauku pārziepjošana. Veļas mazgājamās mašīnas ir balstītas uz šo principu.

· Plaši lietots ultraskaņa hidroakustikā. Augstas frekvences ultraskaņas ūdens absorbē ļoti vāji un var izplatīties desmitiem kilometru. Ja viņi savā ceļā sastopas ar dibenu, aisbergu vai citu cietu ķermeni, tie tiek atspoguļoti un rada liela spēka atbalsi. Ultraskaņas eholote ir balstīta uz šo principu.

metālā ultraskaņa izplatās gandrīz bez absorbcijas. Izmantojot ultraskaņas lokalizācijas metodi, liela biezuma daļas iekšpusē ir iespējams konstatēt mazākos defektus.

Ultraskaņas drupināšanas efektu izmanto ultraskaņas lodāmuru ražošanā.

ultraskaņas viļņi, kas nosūtīti no kuģa, atspīd no nogrimušā objekta. Dators nosaka atbalss parādīšanās laiku un nosaka objekta atrašanās vietu.

· Ultraskaņu izmanto medicīnā un bioloģijā eholokācijai, audzēju un atsevišķu ķermeņa audu defektu noteikšanai un ārstēšanai, ķirurģijā un traumatoloģijā mīksto un kaulaudu preparēšanai dažādu operāciju laikā, lauztu kaulu metināšanai, šūnu iznīcināšanai (lieljaudas ultraskaņa).

Infraskaņa un tās ietekme uz cilvēku.

Svārstības, kuru frekvence ir zem 16 Hz, sauc par infraskaņu.

Dabā infraskaņa rodas gaisa virpuļkustības dēļ atmosfērā vai dažādu ķermeņu lēnu vibrāciju rezultātā. Infraskaņu raksturo vāja absorbcija. Tāpēc tas izplatās lielos attālumos. Cilvēka ķermenis sāpīgi reaģē uz infraskaņas vibrācijām. Pie ārējām ietekmēm, ko izraisa mehāniska vibrācija vai skaņas vilnis 4-8 Hz frekvencēs, cilvēks sajūt iekšējo orgānu kustību, 12 Hz frekvencē - jūras slimības lēkme.

Augstākā intensitāte infraskaņas vibrācijas tie rada mašīnas un mehānismus, kuriem ir lielas virsmas, kas veic zemas frekvences mehāniskās vibrācijas (mehāniskās izcelsmes infraskaņa) vai turbulentas gāzu un šķidrumu plūsmas (aerodinamiskas vai hidrodinamiskas izcelsmes infraskaņa).

Pirms saprotat, kas ir skaņas avoti, padomājiet, kas ir skaņa? Mēs zinām, ka gaisma ir starojums. Atspoguļojot no objektiem, šis starojums iekļūst mūsu acīs, un mēs to varam redzēt. Garša un smarža ir nelielas ķermeņa daļiņas, kuras uztver mūsu attiecīgie receptori. Kāda veida skaņa ir šis dzīvnieks?

Skaņas tiek pārraidītas pa gaisu

Jūs noteikti esat redzējuši, kā tiek spēlēta ģitāra. Varbūt jūs pats zināt, kā to izdarīt. Ir svarīgi, lai stīgas ģitārā radītu citu skaņu, kad tās tiek vilktas. Viss kārtībā. Bet, ja jūs varētu ielikt ģitāru vakuumā un pavilkt stīgas, tad jūs būtu ļoti pārsteigts, ka ģitāra neizdvestu nekādu skaņu.

Šādi eksperimenti tika veikti ar dažādiem ķermeņiem, un rezultāts vienmēr bija vienāds - bezgaisa telpā nebija dzirdama skaņa. No tā izriet loģisks secinājums, ka skaņa tiek pārraidīta pa gaisu. Tāpēc skaņa ir kaut kas tāds, kas notiek ar gaisa vielu daļiņām un skaņu radošiem ķermeņiem.

Skaņas avoti - vibrējoši ķermeņi

Tālāk. Daudzu un dažādu eksperimentu rezultātā bija iespējams konstatēt, ka skaņa rodas ķermeņu vibrācijas dēļ. Skaņas avoti ir ķermeņi, kas vibrē. Šīs vibrācijas pārraida gaisa molekulas un mūsu auss, uztverot šīs vibrācijas, interpretē tās mums saprotamās skaņas sajūtās.

To pārbaudīt nav grūti. Paņemiet glāzi vai kristāla kausu un nolieciet to uz galda. Viegli piesitiet tai ar metāla karoti. Jūs dzirdēsit garu, plānu skaņu. Tagad pieskarieties stiklam ar roku un pieskarieties vēlreiz. Skaņa mainīsies un kļūs daudz īsāka.

Un tagad ļaujiet vairākiem cilvēkiem aptīt rokas ap stiklu pēc iespējas pilnīgāk kopā ar kāju, cenšoties neatstāt nevienu brīvu vietu, izņemot pašu maza vieta sist ar karoti. Atkal sit pa stiklu. Jūs gandrīz nedzirdēsit skaņu, un tā, kas būs, izrādīsies vāja un ļoti īsa. Ko tas saka?

Pirmajā gadījumā pēc trieciena stikls brīvi svārstījās, tā vibrācijas tika pārraidītas pa gaisu un sasniedza mūsu ausis. Otrajā gadījumā lielāko daļu vibrāciju absorbēja mūsu roka, un skaņa kļuva daudz īsāka, jo ķermeņa vibrācijas samazinājās. Trešajā gadījumā gandrīz visas ķermeņa vibrācijas momentāni absorbēja visu dalībnieku rokas un ķermenis gandrīz nesvārstījās, līdz ar to skaņa gandrīz netika izlaista.

Tas pats attiecas uz visiem citiem eksperimentiem, kurus varat iedomāties un veikt. Ķermeņu vibrācijas, kas tiek pārnestas uz gaisa molekulām, uztvers mūsu ausis un interpretēs smadzenes.

Dažādu frekvenču skaņas vibrācijas

Tātad skaņa ir vibrācija. Skaņas avoti caur gaisu pārraida mums skaņas vibrācijas. Kāpēc tad mēs nedzirdam visas visu objektu vibrācijas? Jo vibrācijas nāk dažādās frekvencēs.

Skaņa, ko uztver cilvēka auss, ir skaņas vibrācijas ar frekvenci aptuveni no 16 Hz līdz 20 kHz. Bērni dzird augstākas frekvences skaņas nekā pieaugušie, un dažādu dzīvo būtņu uztveres diapazoni parasti ļoti atšķiras.

Pasaule ir piepildīta ar visdažādākajām skaņām: pulksteņu tikšķēšanu un motoru šalkoņu, lapu šalkoņu un vēja gaudošanu, putnu dziedāšanu un cilvēku balsīm. Par to, kā rodas skaņas un ko tās pārstāv, cilvēki sāka uzminēt ļoti sen. Vairāk sengrieķu filozofs un enciklopēdiskais zinātnieks Aristotelis, pamatojoties uz novērojumiem, pareizi izskaidroja skaņas būtību, uzskatot, ka skanošais ķermenis rada alternatīvu gaisa saspiešanu un retināšanu. Pagājušajā gadā autore strādāja pie skaņas būtības problēmas un pabeidza pētnieciskais darbs: "Skaņu pasaulē", kurā, izmantojot ūdens glāzi, tika aprēķinātas muzikālās skalas skaņas frekvences.

Skaņu raksturo lielumi: frekvence, viļņa garums un ātrums. Un arī to raksturo amplitūda un skaļums. Tāpēc mēs dzīvojam daudzveidīgā skaņu pasaulē un tās nokrāsu daudzveidībā.

Iepriekšējā pētījuma beigās man radās fundamentāls jautājums: vai ir veidi, kā mājās noteikt skaņas ātrumu? Tāpēc mēs varam formulēt problēmu: jāatrod veidi vai veids, kā noteikt skaņas ātrumu.

Skaņas doktrīnas teorētiskie pamati

skaņu pasaule

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

Skaņu gamma. Vai tie pastāv neatkarīgi no auss? Vai tās ir tikai subjektīvas sajūtas, un tad pati pasaule klusē, vai arī tā ir realitātes atspulgs mūsu prātos? Ja pēdējais, tad arī bez mums pasaule pieskandinās skaņu simfoniju.

Pat Pitagoram (582.-500.g.pmē.) piedēvēts dažādu mūzikas skaņu skaitļu attiecību atklājums. Ejot garām kalumam, kurā vairāki strādnieki kaluši dzelzi, Pitagors pamanīja, ka skaņas ir saistītas ar kvintām, kvartām un oktāvām. Ieejot smēdē, viņš pārliecinājās, ka āmura, kas deva oktāvu, svars, salīdzinot ar smagāko āmuru, ir vienāds ar 1/2 no pēdējās, āmura, kas deva piekto daļu, svars ir vienāds ar 2/3, un kvarts - 3/4 no smaga āmura. Atgriežoties mājās, Pitagors galos piekāra stīgas, kuru svars bija proporcionāls 1/2: 2/3: 3/4, un, iespējams, konstatēja, ka stīgas, sitot, sniedz vienādus mūzikas intervālus. Fiziski leģenda neiztur kritiku, lakta, dažādu āmuru sitot, izdala savu vienu un to pašu toni, un stīgu vibrācijas likumi leģendu neapstiprina. Bet jebkurā gadījumā leģenda runā par harmonijas doktrīnas senatni. Pitagoriešu nopelni mūzikas jomā nav apšaubāmi. Viņiem pieder auglīgā ideja izmērīt skanošas stīgas toni, izmērot tās garumu. Viņi zināja ierīci "monohords" - ciedra dēļu kaste ar vienu izstieptu auklu uz vāka. Ja sitat kādu stīgu, tā izstaro vienu konkrētu toni. Ja auklu sadalīsi divās daļās, atbalstot to ar trīsstūrveida tapiņu vidū, tad tā izdos augstāku toni. Tas izklausās tik līdzīgi galvenajam tonim, ka, skanot vienlaikus, tie gandrīz saplūst vienā tonī. Divu toņu attiecība mūzikā ir intervāls. Ja stīgu garumu attiecība ir 1/2:1, intervālu sauc par oktāvu. Piektais un ceturtais Pitagoram zināmais intervāls tiek iegūts, ja monohorda tapu pabīda tā, lai tas atdalītu attiecīgi 2/3 vai 3/4 stīgas.

Kas attiecas uz skaitli septiņi, tad tas asociējas ar kādu vēl senāku un noslēpumaināku daļēji reliģioza, daļēji mistiska rakstura cilvēku atveidojumu. Tomēr, visticamāk, tas ir saistīts ar astronomisko skaldīšanu. mēness mēnesisčetras septiņu dienu nedēļas. Šis skaitlis tūkstošiem gadu parādās dažādās leģendās. Jā, mēs to atrodam senais papiruss, kuru 2000. gadā pirms mūsu ēras uzrakstīja ēģiptietis Ahmess. Šī ziņkārīgā dokumenta nosaukums ir: "Instrukcija visu slepeno lietu zināšanu iegūšanai". Cita starpā mēs tur atrodam noslēpumainu uzdevumu, ko sauc par "kāpnēm". Tas runā par skaitļu kāpnēm, kas attēlo skaitļa septiņi spēkus: 7, 49, 343, 2401, 16 807. Zem katra skaitļa ir hieroglifa attēls: kaķis, pele, mieži, mērs. Papiruss nenorāda uz šo problēmu. Mūsdienu Ahmesa papirusa interpreti problēmas stāvokli atšifrē šādi: Septiņiem cilvēkiem ir septiņi kaķi, katrs kaķis ēd septiņas peles, katra pele var apēst septiņas miežu vārpas, katra vārpa var izaudzēt septiņus mērus graudu. Cik daudz graudu kaķi var ietaupīt? Kāpēc gan ne uzdevums ar rūpniecisku saturu, kas ierosināts pirms 40 gadsimtiem?

Mūsdienu Eiropas mūzikas skalā ir septiņi toņi, bet ne vienmēr, un ne visām tautām bija septiņu toņu skala. Tā, piemēram, iekšā senā Ķīna izmantoja piecu toņu skalu. Noskaņojuma vienotības nolūkos šī kontroles toņa augstumam ir jābūt stingri deklarētam starptautiskajā līgumā. Kopš 1938. gada tonis, kas atbilst 440 Hz frekvencei (440 svārstības sekundē), ir pieņemts kā šāds pamata tonis. Vairāki toņi, kas skan vienlaicīgi, veido mūzikas akordu. Cilvēki, kuriem ir tā sauktais absolūtais augstums, var dzirdēt atsevišķus toņus akordā.

Jūs, protams, pamatā zināt cilvēka auss uzbūvi. Atgādināsim to īsi. Auss sastāv no trim daļām: 1) ārējās auss, kas beidzas ar bungādiņu; 2) vidusauss, kas ar trīs dzirdes kauliņu: āmura, laktas un kāpšļa palīdzību piegādā bungādiņas vibrācijas uz iekšējo ausi; 3) iekšējā auss jeb labirints sastāv no pusloku kanāliem un gliemežnīcas. Auss gliemežnīca ir skaņas uztveršanas aparāts. Iekšējā auss ir piepildīta ar šķidrumu (limfu) oscilējoša kustība ar kāpšļa sitieniem pa membrānu, pievelkot ovālo lodziņu labirinta kaulu kastē. Uz starpsienas, kas sadala gliemežnīcu divās daļās, visā tās garumā šķērsrindās atrodas plānākās nervu šķiedras, kuru garums pakāpeniski palielinās.

Skaņu pasaule ir īsta! Bet, protams, nevajag domāt, ka šī pasaule visiem izraisa tieši tādas pašas sajūtas. Jautāt, vai citi cilvēki uztver skaņas tieši tāpat kā jūs, ir nezinātnisks jautājums.

1. 2. Skaņas avoti. Skaņas vibrācijas

Skaņu pasaule mums apkārt ir daudzveidīga - cilvēku balsis un mūzika, putnu dziedāšana un bišu dūkoņa, pērkona negaisa laikā un meža troksnis vējā, garāmbraucošu mašīnu, lidmašīnu skaņas utt.

Visām skaņām kopīgs ir tas, ka ķermeņi, kas tās rada, tas ir, skaņas avoti, svārstās.

Elastīgais metāla lineāls, kas nostiprināts skrūvē, radīs skaņu, ja tā brīvā daļa, kuras garums ir izvēlēts noteiktā veidā, tiks ievests svārstību kustībā. Šajā gadījumā skaņas avota svārstības ir acīmredzamas.

Bet ne katrs svārstīgais ķermenis ir skaņas avots. Piemēram, uz vītnes vai atsperes piekārts svārstīgs svars nerada skaņu. Arī metāla lineāls pārtrauks skanēt, ja pabīdīsit to skrūvspīlēs uz augšu un tādējādi pagarināsiet brīvo galu tā, lai tā svārstību frekvence būtu mazāka par 20 Hz.

Pētījumi liecina, ka cilvēka auss spēj uztvert kā skaņu ķermeņu mehāniskās vibrācijas, kas notiek ar frekvenci no 20 Hz līdz 20 000 Hz. Tāpēc vibrācijas, kuru frekvences ir šajā diapazonā, sauc par skaņu.

Mehāniskās vibrācijas, kuru frekvence pārsniedz 20 000 Hz, sauc par ultraskaņu, un vibrācijas, kuru frekvence ir mazāka par 20 Hz, sauc par infraskaņu.

Jāatzīmē, ka norādītās skaņas diapazona robežas ir patvaļīgas, jo tās ir atkarīgas no cilvēku vecuma un individuālas iezīmes viņu dzirdes aparāts. Parasti līdz ar vecumu uztveramo skaņu augšējās frekvences robeža ievērojami samazinās – daži vecāki cilvēki var dzirdēt skaņas, kuru frekvences nepārsniedz 6000 Hz. Bērni, gluži pretēji, var uztvert skaņas, kuru frekvence ir nedaudz lielāka par 20 000 Hz.

Daži dzīvnieki dzird svārstības, kuru frekvences ir lielākas par 20 000 Hz vai mazākas par 20 Hz.

Pasaule ir piepildīta ar visdažādākajām skaņām: pulksteņu tikšķēšanu un motoru šalkoņu, lapu šalkoņu un vēja gaudošanu, putnu dziedāšanu un cilvēku balsīm. Par to, kā rodas skaņas un ko tās pārstāv, cilvēki sāka uzminēt ļoti sen. Viņi pamanīja, piemēram, ka skaņu rada gaisā vibrējoši ķermeņi. Pat sengrieķu filozofs un zinātnieks-enciklopēdists Aristotelis, pamatojoties uz novērojumiem, pareizi izskaidroja skaņas būtību, uzskatot, ka skanošais ķermenis rada alternatīvu gaisa saspiešanu un retināšanu. Tādējādi oscilējoša stīga vai nu saspiež, vai retāk gaisu, un gaisa elastības dēļ šie mainīgie efekti tiek pārnesti tālāk kosmosā - no slāņa uz slāni rodas elastīgi viļņi. Sasniedzot mūsu ausi, tie iedarbojas uz bungādiņām un rada skaņas sajūtu.

Ar ausi cilvēks uztver elastīgos viļņus, kuru frekvence svārstās no aptuveni 16 Hz līdz 20 kHz (1 Hz - 1 svārstība sekundē). Saskaņā ar to elastīgos viļņus jebkurā vidē, kuru frekvences atrodas norādītajās robežās, sauc par skaņas viļņiem vai vienkārši skaņu. Gaisā 0°C temperatūrā un normālā spiedienā skaņa pārvietojas ar ātrumu 330 m/s.

Skaņas avots gāzēs un šķidrumos var būt ne tikai vibrējoši ķermeņi. Piemēram, lode un bulta svilpo lidojumā, vējš gaudo. Un turboreaktīvo lidmašīnu rūkoņa sastāv ne tikai no darbības vienību trokšņa - ventilatora, kompresora, turbīnas, sadegšanas kameras utt., bet arī no strūklas straumes trokšņa, virpuļa, turbulentu gaisa plūsmu, kas rodas, kad lidmašīna plūst apkārt ar lielu ātrumu. Ķermenis, kas strauji steidzas gaisā vai ūdenī, it kā pārtrauc plūsmu ap sevi, periodiski ģenerē vidē retināšanas un saspiešanas zonas. Rezultāts ir skaņas viļņi.

Skaņas izpētē svarīgi ir arī skaņas toņa un tembra jēdzieni. Jebkura īsta skaņa, vienalga, vai tā būtu cilvēka balss vai mūzikas instrumenta spēle, nav vienkārša harmoniska svārstība, bet gan daudzu sajaukums. harmoniskas vibrācijas ar noteiktu frekvenču komplektu. To, kuram ir viszemākā frekvence, sauc par pamata toni, pārējie ir virstoņi. Atšķirīgs virstoņu skaits, kas raksturīgs konkrētai skaņai, piešķir tai īpašu krāsu - tembru. Atšķirību starp vienu tembru no cita nosaka ne tikai skaits, bet arī virstoņu intensitāte, kas pavada pamattoņa skanējumu. Pēc tembra varam viegli atšķirt vijoles un klavieru, ģitāras un flautas skaņas, atpazīstam pazīstamu cilvēku balsis.

1. 4. Skaņas augstums un tembrs

Liksim uz ģitāras vai balalaikas skanēt divām dažādām stīgām. Mēs dzirdēsim dažādas skaņas: viens ir zemāks, otrs ir augstāks. Vīriešu balss skaņas ir zemākas par sievietes balss skaņām, basa skaņas ir zemākas par tenora skaņām, soprāna skaņas ir augstākas par alta skaņām.

Kas nosaka skaņas augstumu?

Var secināt, ka skaņas augstums ir atkarīgs no svārstību frekvences: jo augstāka ir skaņas avota svārstību frekvence, jo augstāku skaņu tas izstaro.

Tīrs tonis ir avota skaņa, kas svārstās vienā frekvencē.

Skaņas no citiem avotiem (piemēram, skaņas no dažādiem mūzikas instrumenti, cilvēku balsis, sirēnas skaņas un daudzi citi) ir dažādu frekvenču vibrāciju kombinācija, t.i., tīru toņu kolekcija.

Šādas sarežģītas skaņas zemāko (t.i., mazāko) frekvenci sauc par pamatfrekvenci, un atbilstošo noteikta augstuma skaņu sauc par pamattoni (dažkārt to sauc vienkārši par toni). Sarežģītas skaņas augstumu precīzi nosaka tās pamata toņa augstums.

Visi pārējie sarežģītās skaņas toņi tiek saukti par virstoņiem. Virstoni nosaka skaņas tembru, tas ir, tās kvalitāti, kas ļauj atšķirt dažu avotu skaņas no citu skaņām. Piemēram, mēs varam viegli atšķirt klavieru skaņu no vijoles skaņas pat tad, ja šīm skaņām ir vienāds augstums, tas ir, viena un tā pati pamata frekvence. Atšķirība starp šīm skaņām ir saistīta ar atšķirīgu virstoņu kopu.

Tādējādi skaņas augstumu nosaka tās pamata frekvence: jo lielāka ir pamata frekvence, jo augstāka ir skaņa.

Skaņas tembru nosaka tās virstoņu kopums.

1. 5. Kāpēc ir dažādas skaņas?

Skaņas atšķiras viena no otras pēc skaļuma, augstuma un tembra. Skaņas skaļums daļēji ir atkarīgs no klausītāja auss attāluma no skanošā objekta un daļēji no tā vibrācijas amplitūdas. Vārds amplitūda nozīmē attālumu, ko ķermenis veic no viena galējais punkts otram viņu vilcināšanās laikā. Jo lielāks šis attālums, jo skaļāka ir skaņa.

Skaņas augstums ir atkarīgs no ķermeņa vibrāciju ātruma vai frekvences. Jo vairāk vibrāciju objekts rada vienā sekundē, jo augstāku skaņu tas rada.

Tomēr divas skaņas, kas ir absolūti identiskas skaļuma un augstuma ziņā, var atšķirties viena no otras. Skaņas muzikalitāte ir atkarīga no tajā esošo virstoņu skaita un stipruma. Ja vijoles stīgu liek svārstīties visā garumā tā, lai nerastos papildu vibrācijas, tad atskanēs zemākais tonis, kādu tā spēj tikai radīt. Šo toni sauc par galveno signālu. Taču, ja uz tā rodas atsevišķu detaļu papildu vibrācijas, tad parādīsies papildus augstākas notis. Harmonizējoties ar galveno toni, tie radīs īpašu, vijoles skanējumu. Šīs notis, kas ir augstākas par sakni, sauc par virstoņiem. Tie nosaka konkrētas skaņas tembru.

1.6. Perturbāciju atspoguļojums un izplatīšanās.

Izstieptas gumijas caurules vai atsperes daļas perturbācija pārvietojas tās garumā. Kad perturbācija sasniedz caurules galu, tā tiek atspoguļota neatkarīgi no tā, vai caurules gals ir fiksēts vai brīvs. Noturētais gals tiek strauji uzvilkts un pēc tam novietots sākotnējā stāvoklī. Uz caurules izveidotā izciļņa virzās pa cauruli uz sienu, kur tā tiek atspoguļota. Šajā gadījumā atstarotajam vilnim ir padziļinājuma forma, t.i., tas atrodas zem caurules vidējā stāvokļa, bet sākotnējais antimezgls bija virs. Kāds ir šīs atšķirības iemesls? Iedomājieties sienā piestiprinātas gumijas caurules galu. Tā kā tas ir fiksēts, tas nevar pārvietoties. Uz augšu vērstais ienākošā impulsa spēks cenšas likt tam virzīties uz augšu. Tomēr, tā kā tas nevar kustēties, ir jābūt vienādam un pretējam lejupvērstam spēkam, kas izplūst no atbalsta un jāpieliek gumijas caurules galam, un tādējādi atstarotais impulss ir pretmezgls uz leju. Atstaroto un sākotnējo impulsu fāzes atšķirība ir 180°.

1. 7. Stāvviļņi

Kad roka, kas tur gumijas cauruli, tiek kustināta uz augšu un uz leju un kustību biežums pakāpeniski tiek palielināts, tiek sasniegts punkts, kurā tiek iegūts viens antimezgls. Turpmāka rokas svārstību biežuma palielināšanās novedīs pie dubultā antinoda veidošanās. Ja izmērīsit roku kustību biežumu, redzēsiet, ka to biežums ir dubultojies. Tā kā ir grūti ātrāk pārvietot roku, labāk ir izmantot mehānisko vibratoru.

Radušos viļņus sauc par stāvošiem vai stacionāriem viļņiem. Tie veidojas, jo atstarotais vilnis tiek uzklāts uz krītošā viļņa.

Šajā pētījumā ir divi viļņi: incidents un atspoguļots. Viņiem ir vienāda frekvence, amplitūda un viļņa garums, bet tie izplatās pretējos virzienos. Tie ir ceļojoši viļņi, taču tie traucē viens otram un tādējādi rada stāvviļņus. Tam ir šādas sekas: a) visas daļiņas katrā viļņa garuma pusē svārstās fāzē, t.i., tās visas vienlaicīgi kustas vienā virzienā; b) katrai daļiņai ir amplitūda, kas atšķiras no nākamās daļiņas amplitūdas; c) fāzu starpība starp viena pusviļņa daļiņu svārstībām un nākamā pusviļņa daļiņu svārstībām ir 180°. Tas vienkārši nozīmē, ka tie vienlaikus tiek vai nu pēc iespējas vairāk novirzīti pretējos virzienos, vai arī, ja tie atrodas vidējā stāvoklī, tie sāk kustēties pretējos virzienos.

Dažas daļiņas nekustas (tām ir nulles amplitūda), jo spēki, kas uz tām iedarbojas, vienmēr ir vienādi un pretēji. Šos punktus sauc par mezglpunktiem vai mezgliem, un attālums starp diviem nākamajiem mezgliem ir puse no viļņa garuma, t.i., 1 \ 2 λ.

Maksimālā kustība notiek punktos, un šo punktu amplitūda ir divreiz lielāka par krītošā viļņa amplitūdu. Šos punktus sauc par antinodiem, un attālums starp diviem nākamajiem antinodiem ir puse no viļņa garuma. Attālums starp mezglu un nākamo antinodu ir viena ceturtā daļa no viļņa garuma, t.i., 1\4λ.

Stāvvilnis atšķiras no ceļojoša viļņa. Ceļojošā vilnī: a) visām daļiņām ir vienāda svārstību amplitūda; b) katra daļiņa neatrodas fāzē ar nākamo.

1. 8. Rezonanses caurule.

Rezonanses caurule ir šaura caurule, kurā vibrē gaisa kolonna. Lai mainītu gaisa kolonnas garumu, piesakieties Dažādi ceļi, piemēram, ūdens līmeņa izmaiņas caurulē. Caurules slēgtais gals ir mezgls, jo gaiss, kas ar to saskaras, ir nekustīgs. Caurules atvērtais gals vienmēr ir antinods, jo šeit ir maksimālā svārstību amplitūda. Ir viens mezgls un viens antimezgls. Caurules garums ir aptuveni viena ceturtā daļa no stāvošā viļņa garuma.

Lai parādītu, ka gaisa kolonnas garums ir apgriezti proporcionāls viļņa frekvencei, ir jāizmanto kamertonis. Labāk ir izmantot nelielu skaļruni, kas savienots ar kalibrētu ģeneratoru audio frekvence, nevis fiksētas frekvences kamertoni. Cauruļu ar ūdeni vietā tiek izmantota gara caurule ar virzuli, jo tādējādi ir vieglāk izvēlēties gaisa kolonnu garumu. Netālu no caurules gala tiek novietots pastāvīgs skaņas avots, un tiek iegūti gaisa kolonnas rezonanses garumi 300 Hz, 350 Hz, 400 Hz, 450 Hz, 500 Hz, 550 Hz un 600 Hz frekvencēm.

Ielejot ūdeni pudelē, rodas noteikts tonis, kad gaiss pudelē sāk vibrēt. Šī toņa tonis paaugstinās, samazinoties gaisa tilpumam pudelē. Katrai pudelei ir sava noteikta frekvence, un, pūšot pāri pudeles atvērtajam kakliņam, var rasties arī skaņa.

Kara sākumā 1939.-1945. prožektori tika vērsti uz lidmašīnām, izmantojot aprīkojumu, kas darbojas audio diapazonā. Lai neļautu viņiem koncentrēties, dažas apkalpes tika izmestas no lidmašīnām tukšas pudeles kad viņi nonāk uzmanības centrā. Uztvērējs uztvēra skaļās krītošo pudeļu skaņas, un prožektori zaudēja fokusu

1. 9. Pūšaminstrumenti.

Pūšaminstrumentu radītās skaņas ir atkarīgas no stāvviļņiem, kas rodas caurulēs. Tonis ir atkarīgs no caurules garuma un gaisa vibrāciju veida caurulē.

Piemēram, atvērta ērģeļu caurule. Caur caurumu caurulē tiek iepūsts gaiss un atsitas pret asu malu. Tas izraisa gaisa svārstības caurulē. Tā kā abi caurules gali ir atvērti, katrā galā vienmēr ir antimezgls. Vienkāršākais vibrācijas veids ir tad, ja katrā galā ir antimezgls, bet viens mezgls atrodas vidū. Tās ir pamata vibrācijas, un caurules garums ir aptuveni vienāds ar pusi no viļņa garuma. Soļa frekvence =c/2l, kur c ir skaņas ātrums un l ir caurules garums.

Slēgts ērģeļu caurule galā ir aizbāznis, t.i., caurules gals ir aizvērts. Tas nozīmē, ka šajā galā vienmēr ir mezgls. Ir pilnīgi skaidrs, ka: a) pamatfrekvence slēgta caurule ir puse no pamatfrekvences atvērta caurule vienāds garums; b) ar slēgtu cauruli var veidoties tikai nepāra virstoņi. Tādējādi atvērtas caurules toņu diapazons ir lielāks nekā slēgtai.

Fiziskie apstākļi maina mūzikas instrumentu skanējumu. Temperatūras paaugstināšanās izraisa skaņas ātruma palielināšanos gaisā un līdz ar to pamatfrekvences palielināšanos. Caurules garums arī nedaudz palielinās, izraisot frekvences samazināšanos. Spēlējot ērģeles, piemēram, baznīcā, izpildītāji lūdz ieslēgt apkuri, lai ērģeles skanētu normālā temperatūrā. Stīgu instrumentiem ir stīgu spriegojuma vadības ierīces. Temperatūras paaugstināšanās izraisa virknes zināmu izplešanos un spriedzes samazināšanos.

2. nodaļa. Praktiskā daļa

2. 1. Metode skaņas ātruma noteikšanai, izmantojot rezonanses cauruli.

Ierīce ir parādīta attēlā. Rezonanses caurule ir gara šaura caurule A, kas caur gumijas cauruli savienota ar tvertni B. Abās caurulēs ir ūdens. Kad B tiek pacelts, gaisa kolonnas garums A samazinās, un, kad B ir nolaists, gaisa kolonnas garums A palielinās. Novietojiet oscilējošu kamertonu virs A, kad gaisa kolonnas garums A ir praktiski nulle. Jūs nedzirdēsit nekādu skaņu. Palielinoties gaisa staba garumam A punktā, jūs dzirdēsiet, kā skaņa palielinās, sasniegs maksimumu un pēc tam sāks izbalināt. Atkārtojiet šo procedūru, noregulējot B tā, lai gaisa kolonnas garums punktā A radītu maksimālu skaņu. Pēc tam izmēra gaisa kolonnas garumu l1.

Skaļa skaņa ir dzirdama, jo l1 garuma gaisa kolonnas dabiskā frekvence ir vienāda ar kamertonis dabisko frekvenci, un tāpēc gaisa kolonna svārstās ar to unisonā. Jūs esat atradis pirmo rezonanses pozīciju. Faktiski oscilējošā gaisa garums ir nedaudz lielāks par gaisa kolonnu A.

Ja tu nokritīsi. Vēl zemāk, lai gaisa kolonnas garums palielinātos, jūs atradīsiet citu pozīciju, kurā skaņa sasniedz maksimālais spēks. Nosakiet tieši šo pozīciju un izmēra gaisa kolonnas garumu l2. Šī ir otrā rezonanses pozīcija. Tāpat kā iepriekš, virsotne atrodas caurules atvērtajā galā, un mezgls atrodas ūdens virsmā. To var panākt tikai attēlā parādītajā gadījumā, kad gaisa kolonnas garums caurulē ir aptuveni 3/4 viļņa garuma (3/4 λ).

Atņemot divus mērījumus, tiek iegūts:

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

Tātad c = ν λ = ν 2 (l2 - l1), kur ν ir kamertonis frekvence. Tas ir ātrs un diezgan precīzs veids, kā noteikt skaņas ātrumu gaisā.

2. 2. Eksperiments un aprēķini.

Lai noteiktu skaņas viļņa ātrumu, tika izmantoti šādi instrumenti un aprīkojums:

Universāls statīvs;

Stikla caurule ar biezu sienu, aizzīmogota vienā galā, 1,2 metrus gara;

kamertonis, kura frekvence ir 440 Hz, nots "la";

Āmurs;

Ūdens pudele;

Mērstienis.

Pētījuma progress:

1. Saliku statīvu, uz kura piefiksēju gredzenus uz piedurknes.

2. Ievietojiet stikla cauruli statīvā.

3. Ielejot caurulē ūdeni un uz kamertones aizraujošus skaņas viļņus, viņš caurulē radīja stāvviļņus.

4. Empīriski sasniegts tāds ūdens staba augstums, ka stikla mēģenē tika pastiprināti skaņas viļņi, tā ka caurulē tika novērota rezonanse.

5. Izmērīts pirmais caurules gala garums, kurā nav ūdens - l2 \u003d 58 cm \u003d 0,58 m

6. Caurulei pievienoja vairāk ūdens. (Atkārtojiet 3., 4., 5. darbību) - l1 = 19 cm = 0,19 m

7. Veikti aprēķini pēc formulas: 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

Pētījuma rezultāts ir skaņas ātrums = 343,2 m/s.

2. 3. Praktiskās daļas secinājumi

Izmantojot izvēlēto aprīkojumu, nosakiet skaņas ātrumu gaisā. Mēs salīdzinājām rezultātu ar tabulas vērtību - 330 m / s. Iegūtā vērtība ir aptuveni vienāda ar tabulu. Neatbilstības radās mērījumu kļūdu dēļ, otrs iemesls: tabulas vērtība ir dota pie temperatūras 00C, un dzīvoklī gaisa temperatūra = 240C.

Tāpēc var izmantot piedāvāto metodi skaņas ātruma noteikšanai, izmantojot rezonanses cauruli.

Secinājums.

Spēja aprēķināt un noteikt skaņas raksturlielumus ir ļoti noderīga. Kā izriet no pētījuma, skaņas īpašības: skaļums, amplitūda, frekvence, viļņa garums - šīs vērtības ir raksturīgas noteiktām skaņām, tās var izmantot, lai noteiktu, kāda veida skaņu mēs dzirdam. Šis brīdis. Mēs atkal saskaramies ar skaņas matemātisko likumsakarību. Bet skaņas ātrumu, lai gan ir iespējams aprēķināt, bet tas ir atkarīgs no telpas temperatūras un telpas, kurā notiek skaņa.

Tādējādi pētījuma mērķis tika izpildīts.

Pētījuma hipotēze apstiprinājās, taču turpmāk ir jāņem vērā mērījumu kļūdas.

Pamatojoties uz to, tika sasniegti pētījuma mērķi:

Studējis teorētiskā bāzešis jautājums;

Tiek noskaidrotas likumsakarības;

Ir veikti nepieciešamie mērījumi;

Tiek veikti skaņas ātruma aprēķini;

Aprēķinu rezultāti tika salīdzināti ar jau pieejamajiem tabulas datiem;

Tiek sniegts iegūto rezultātu novērtējums.

Darba rezultātā: o Iemācījās noteikt skaņas ātrumu, izmantojot rezonanses cauruli; o Saskārās ar problēmu atšķirīgs ātrums skaņa plkst atšķirīga temperatūra, tāpēc tuvākajā laikā mēģināšu izmeklēt šo problēmu.