Viri zvoka. Zvočne vibracije

Zvok povzročajo mehanske vibracije v elastičnih medijih in telesih, katerih frekvence so v območju od 20 Hz do 20 kHz in jih človeško uho lahko zazna.

V skladu s tem se mehanske vibracije z navedenimi frekvencami imenujejo zvočne in akustične. Neslišne mehanske vibracije s frekvencami pod zvočnim območjem imenujemo infrazvočne, tiste s frekvencami nad zvočnim območjem pa ultrazvočne.

Če zvočno telo, kot je električni zvonec, postavimo pod zvon zračne črpalke, potem ko se zrak izčrpa, bo zvok postajal vse šibkejši in končno se bo popolnoma ustavil. Prenos vibracij iz sondiranega telesa se izvaja po zraku. Upoštevajte, da med svojimi vibracijami sondirajoče telo med svojimi vibracijami izmenično stisne zrak, ki meji na površino telesa, nato pa, nasprotno, ustvari redkost v tej plasti. Tako se širjenje zvoka v zraku začne z nihanji gostote zraka blizu površine nihajočega telesa.

glasbeni ton. Glasnost in višina

Zvok, ki ga slišimo, ko njegov vir povzroči harmonično nihanje, imenujemo glasbeni ton ali skratka ton.

V vsakem glasbenem tonu lahko na sluh ločimo dve kakovosti: glasnost in višino.

Najpreprostejša opažanja nas prepričajo, da je ton katere koli višine določen z amplitudo vibracij. Zvok vilic po udarcu se postopoma umiri. To se zgodi skupaj z dušenjem nihanj, t.j. z zmanjšanjem njihove amplitude. Močneje udarite po vilicah, t.j. če vibracijam damo veliko amplitudo, bomo slišali glasnejši zvok kot pri šibkem udarcu. Enako lahko opazimo pri struni in na splošno pri katerem koli viru zvoka.

Če vzamemo več glasbenih vilic različnih velikosti, jih ne bo težko razporediti po ušesu po naraščajočem naklonu. Tako se bodo nahajali tudi po velikosti: največje uglaste vilice dajejo najnižji zvok, najmanjše - najvišji zvok. Tako je višina določena s frekvenco nihanja. Višja kot je frekvenca in s tem krajša kot je obdobje nihanja, višjo višino slišimo.

akustična resonanca

Resonančne pojave lahko opazimo na mehanskih vibracijah katere koli frekvence, zlasti na zvočnih vibracijah.

Dve enaki vilici za uglaševanje postavimo eno ob drugo, pri čemer luknje škatel, na katerih sta nameščeni, obrnemo drug proti drugemu. Škatle so potrebne, ker ojačajo zvok vilic. To je posledica resonance med uglasto vilico in stebri zraka v škatli; zato se škatle imenujejo resonatorji ali resonančne škatle.

Udarimo eno od uglastitev in jo nato s prsti pridušimo. Slišali bomo zvok druge uglasbene vilice.

Vzemimo dve različni vilici za uglaševanje, t.j. z različnimi višinami in ponovite poskus. Zdaj se vsaka od vilic za uglaševanje ne bo več odzivala na zvok drugih vilic.

Tega rezultata ni težko razložiti. Vibracije ene uglaste vilice delujejo skozi zrak z določeno silo na druge vilice, zaradi česar ta izvaja svoje prisilne vibracije. Ker naglasne vilice 1 izvajajo harmonična nihanja, se bo sila, ki deluje na uglaste vilice 2, spremenila po zakonu harmoničnih nihanj s frekvenco uglastih vilic 1. Če je frekvenca sile drugačna, bodo prisilna nihanja tako šibka da jih ne bomo slišali.

Šumi

Ko je nihanje periodično, slišimo glasbeni zvok (noto). Takšen zvok na primer proizvaja klavirska struna. Če pritisnete več tipk hkrati, t.j. zazvonite več not, potem se bo občutek glasbenega zvoka ohranil, vendar se bo razlika med soglasnimi (prijetnimi za uho) in disonantnimi (neprijetnimi) notami jasno pokazala. Izkazalo se je, da so tiste zapiske, katerih obdobja so v razmerjih majhnih številk, sozvočljiva. Na primer, sozvočje dobimo, ko je razmerje obdobij 2:3 (petina), pri 3:4 (kvantna), 4:5 (glavna tretjina) itd. Če so obdobja povezana kot velike številke, na primer 19:23, potem dobite disonanco - glasbeni, a neprijeten zvok. Še dlje od periodičnosti tresljajev bomo šli, če bomo hkrati zadeli več tipk. Zvok bo hrupen.

Za hrup je značilna močna neperiodičnost oblike nihanja: bodisi je dolgo nihanje, vendar zelo zapletene oblike (šikanje, škripanje), bodisi posamezne emisije (kliki, trki). S tega vidika je treba hrupom pripisati tudi zvoke, izražene s soglasniki (šikajoči, labialni itd.).

V vseh primerih so nihanja hrupa sestavljena iz ogromnega števila harmoničnih nihanj z različnimi frekvencami.

Tako je spekter harmonskega nihanja sestavljen iz ene same frekvence. Za periodično nihanje je spekter sestavljen iz niza frekvenc - osnovnih in večkratnikov. Pri soglasnikih imamo spekter, sestavljen iz več takih nizov frekvenc, pri čemer so glavne povezane kot majhna cela števila. V disonantnih harmonijah osnovne frekvence niso več v tako preprostem razmerju. Več kot je različnih frekvenc v spektru, bližje se hrupu. Tipični šumi imajo spektre, v katerih je izjemno veliko frekvenc.

S pomočjo te video lekcije se lahko naučite teme »Viri zvoka. Zvočne vibracije. Višina, ton, glasnost. V tej lekciji se boste naučili, kaj je zvok. Upoštevali bomo tudi obsege zvočnih vibracij, ki jih zaznava človeški sluh. Ugotovimo, kaj je lahko vir zvoka in kakšni pogoji so potrebni za njegov nastanek. Proučevali bomo tudi značilnosti zvoka, kot so višina, ton in glasnost.

Tema lekcije je posvečena zvočnim virom, zvočnim vibracijam. Govorili bomo tudi o značilnostih zvoka - toni, glasnosti in tembru. Preden govorimo o zvoku, o zvočnih valovih, se spomnimo, da se mehanski valovi širijo v elastičnih medijih. Del vzdolžnega mehanskih valov, ki ga zaznavajo človeški slušni organi, se imenuje zvok, zvočni valovi. Zvok je mehansko valovanje, ki ga zaznavajo človeški slušni organi in povzročajo zvočne občutke. .

Poskusi kažejo, da človeško uho, človeški slušni organi zaznavajo vibracije s frekvencami od 16 Hz do 20.000 Hz. To območje imenujemo zvočni razpon. Seveda obstajajo valovi, katerih frekvenca je manjša od 16 Hz (infrazvok) in več kot 20.000 Hz (ultrazvok). Toda tega obsega, teh odsekov človeško uho ne zazna.

riž. 1. Obseg sluha človeškega ušesa

Kot smo rekli, človeški slušni organi ne zaznavajo področij infrazvoka in ultrazvoka. Čeprav jih lahko zaznajo na primer nekatere živali, žuželke.

Kaj ? Vir zvoka so lahko katera koli telesa, ki nihajo z zvočno frekvenco (od 16 do 20.000 Hz)

riž. 2. Vir zvoka je lahko nihajno ravnilo, vpeto v primež

Obrnimo se na izkušnje in poglejmo, kako nastane zvočni val. Za to potrebujemo kovinsko ravnilo, ki ga vpnemo v primež. Zdaj, ko delujemo na ravnilo, lahko opazujemo vibracije, vendar ne slišimo nobenega zvoka. Pa vendar se okoli ravnila ustvari mehanski val. Upoštevajte, da ko se ravnilo premakne na eno stran, se tukaj oblikuje zračno tesnilo. Na drugi strani je tudi pečat. Med temi tesnili nastane zračni vakuum. Vzdolžni val - to je zvočni val, sestavljen iz tesnil in zračnih izpustov. Frekvenca tresljajev ravnila je v tem primeru manjša od zvočne frekvence, zato tega vala, tega zvoka ne slišimo. Na podlagi izkušenj, ki smo jih pravkar opazili, je konec 18. stoletja nastal instrument, imenovan uglaste vilice.

riž. 3. Širjenje vzdolžnih zvočnih valov iz uglastega

Kot smo videli, se zvok pojavi kot posledica tresljajev telesa z zvočno frekvenco. Širjenje zvočni valovi v vse smeri. Med človeškim slušnim aparatom in virom zvočnih valov mora obstajati medij. Ta medij je lahko plinast, tekoč, trden, vendar morajo biti delci, ki lahko prenašajo vibracije. Proces prenosa zvočnih valov se mora nujno zgoditi tam, kjer je snov. Če ni snovi, ne bomo slišali nobenega zvoka.

Da zvok obstaja:

1. Vir zvoka

2. sreda

3. Slušni aparat

4. Frekvenca 16-20000Hz

5. Intenzivnost

Zdaj pa preidimo na razpravo o značilnostih zvoka. Prvi je igrišče. Višina zvoka - karakteristika, ki jo določa frekvenca nihanja. Višja kot je frekvenca telesa, ki proizvaja vibracije, višji bo zvok. Ponovno se obrnimo na ravnilo, vpeto v primež. Kot smo že povedali, smo videli vibracije, zvoka pa nismo slišali. Če zdaj zmanjšamo dolžino ravnila, bomo slišali zvok, vendar bo veliko težje videti vibracije. Poglej črto. Če ukrepamo zdaj, ne bomo slišali nobenega zvoka, opazujemo pa vibracije. Če skrajšamo ravnilo, bomo slišali zvok določene višine. Dolžino ravnila lahko še skrajšamo, takrat bomo slišali zvok še višje tone (frekvence). Enako lahko opazimo pri uglaševanju vilic. Če vzamemo veliko uglasto vilico (imenujemo jo tudi demonstracijske vilice) in udarimo v noge takšne vilice, lahko opazimo nihanje, zvoka pa ne bomo slišali. Če vzamemo še eno uglasto vilico, potem, ko jo udarimo, bomo slišali določen zvok. In naslednja uglasbena vilica, prava uglasbena vilica, ki se uporablja za uglaševanje glasbila. Proizvaja zvok, ki ustreza noti la ali, kot pravijo, 440 Hz.

Naslednja funkcija- zvok zvoka. Timbre imenujemo zvočna barva. Kako lahko ponazorimo to lastnost? Glasba je razlika med dvema enakima zvokoma, ki jih igrata različna glasbila. Vsi veste, da imamo samo sedem zapiskov. Če slišimo isto noto A, posneto na violini in na klavirju, ju bomo razlikovali. Takoj lahko ugotovimo, kateri instrument je ustvaril ta zvok. Prav ta lastnost - barva zvoka - je tista, ki je značilna za tembre. Povedati je treba, da je tember odvisen od tega, katere zvočne vibracije se reproducirajo, poleg osnovnega tona. Dejstvo je, da so poljubne zvočne vibracije precej zapletene. Sestavljeni so iz niza posameznih vibracij, pravijo spekter vibracij. Prav reprodukcija dodatnih vibracij (prizvokov) je tista, ki zaznamuje lepoto zvoka določenega glasu ali inštrumenta. Timbre je ena glavnih in presenetljivih manifestacij zvoka.

Druga značilnost je glasnost. Glasnost zvoka je odvisna od amplitude vibracij. Poglejmo in se prepričajmo, da je glasnost povezana z amplitudo vibracij. Torej, vzemimo uglaševalne vilice. Naredimo naslednje: če šibko udarite v uglasto vilico, bo amplituda nihanja majhna in zvok bo tih. Če je zdaj uglaste vilice močneje udarjene, potem je zvok veliko glasnejši. To je posledica dejstva, da bo amplituda nihanj veliko večja. Zaznavanje zvoka je subjektivna stvar, odvisno je, kakšen je slušni aparat, kakšno je počutje človeka.

Seznam dodatne literature:

Ste seznanjeni z zvokom? // Quantum. - 1992. - Št. 8. - C. 40-41. Kikoin A.K. O glasbenih zvokih in njihovih virih // Kvant. - 1985. - Št. 9. - S. 26-28. Osnovni učbenik fizike. Ed. G.S. Landsberg. T. 3. - M., 1974.

Integrirani pouk fizike, glasbe in računalništva.

Namen lekcije:

Učencem predstaviti pojem "zvok", značilnosti zvoka; naučiti razlikovati zvoke po glasnosti, tembru, pokazati, kako so te značilnosti povezane s frekvenco in amplitudo vibracij; pokazati povezavo med fiziko in glasbo.

Tarča

Prenesi:

Predogled:

9. razred Lekcija 36

Viri zvoka. Zvočne vibracije. Reševanje problema.

Namen lekcije: Učencem predstaviti pojem "zvok", značilnosti zvoka; naučiti razlikovati zvoke po glasnosti, tonu, tembru; pokazati, kako so te značilnosti povezane s frekvenco in amplitudo nihanj; pokazati povezavo med fiziko in glasbo.

Med poukom.

1. Organiziranje časa.
2. Posodobitev znanja.

diapozitiv 1

• Frontalna anketa

1. Kaj so mehanski valovi?

2. Kateri sta dve vrsti mehanskih valov?

3. Kaj je obdobje, frekvenca, valovna dolžina, valovna hitrost? Kakšna povezava obstaja med njima?

• Samostojno delo.

3. Učenje nove snovi.

Učitelj. V zadnji lekciji smo začeli preučevati mehanske valove z namenom nadaljnjega seznanjanja elektromagnetnih valov. Čeprav imajo različna imena, različno fizično naravo, jih opisujejo enaki parametri in enačbe. Danes se bomo seznanili z drugo vrsto mehanskih valov. Ko se odločite, boste zapisali njihovo ime logična naloga(metoda reševanja takšnih problemov se imenuje "brainstorming").

Angleži imajo pravljico: »Hudič je ujel tri popotnike in se dogovoril, da jih izpusti, če mu dajo nemogočo nalogo. Eden je prosil, naj rastoče drevo postane zlato, drugi - naj reka teče nazaj. Prekleto za šalo se je s tem spopadel in obema popotnikoma vzel duše. Še tretji popotnik je ostal ...« Fantje, postavite se na mesto tega popotnika in ponudite hudiču nemogočo nalogo. (Ponujene so različne različice.) »... In tretji je zažvižgal in rekel: »Temu prišijte gumb!« - in hudič je bil osramočen.

Kaj je piščalka?

Študentje. Zvok.

Diapozitiv 2 (tema lekcije)

diapozitiv 3

Svet zvokov je tako raznolik
Bogata, lepa, raznolika,
Vse nas pa muči vprašanje

Od kod prihajajo zvoki?
Da se naša ušesa povsod veselijo?
Čas je, da resno razmislimo.

1. Narava zvoka. Pogoji, potrebni za obstoj zvoka

Učitelj. Živimo v svetu zvokov, ki nam omogočajo prejemanje informacij o dogajanju okoli.

Poskušajo šepetati koščke plakatov,
Poskuša kričati železne strehe,
In voda poskuša peti v ceveh,
In tako žice nemočno mukajo ...

K.Ya.Vanshenkin.

Kaj je zvok? Kako ga lahko dobite? Na vsa ta vprašanja odgovarja fizika.

diapozitiv 4

Kaj je akustika.

Akustika je veja fizike, ki se ukvarja s preučevanjem zvoka, njegovih lastnosti in zvočnih pojavov.

Zvočni valovi nosijo energijo, ki jo, tako kot druge vrste energije, lahko uporablja človek. Toda glavna stvar je ogromen obseg izraznih sredstev, ki jih imata govor in glasba. Od antičnih časov so zvoki ljudem služili kot sredstvo komunikacije in medsebojne komunikacije, sredstvo za spoznavanje sveta in obvladovanje skrivnosti narave. Zvoki so naši stalni spremljevalci. Na človeka delujejo na različne načine: razveseljujejo in jezijo, pomirjajo in dajejo moč, božajo uho in prestrašijo s svojo nepričakovanostjo. (Snemanje "Rostov chimes" je vklopljeno.)

Zazveneli so znameniti zvončki štiriločnega zvonika, zgrajenega v letih 1682–1687. v mestu Rostov Veliki, mestu slave preteklosti. Rostovske zvonove izvaja pet zvonarjev, jezik največjega zvona "Sysoya" pa zamahujeta dve osebi. V vrsti je razporejenih trinajst zvončkov. Zvončarji postanejo tako, da se lahko vidijo in se taktno dogovorijo.

Od antičnih časov zvonjenje spremljala življenje ljudi. Veliki Novgorod, Pskov, Moskva so že dolgo sloveli po svojih zvončkih, a takšnega "orkestra" kot v Rostovu ni bilo. Kaj je vzrok za zvok?

diapozitiv 5

Razlog za zvok? - vibracije (vibracije) teles, čeprav so te vibracije našim očem pogosto nevidne.

Zvočni viri - nihajoča telesa.

Vendar pa niso vsa vibrirajoča telesa vir zvoka. Prepričajmo se o tem.

Izkušnja 1. "Dan neposlušnosti".

»Tega ne moreš! Ne klikajte na vrstico! Zdaj zlomite ravnilo - kako boste merili segmente v matematiki? Kako pogosto smo to slišali v šoli! Zdaj pa bomo imeli dan neposlušnosti. V tem poskusu ni samo dovoljeno - klikniti morate ravnilo na robu mize. Konec koncev je to tudi fizika!

Materiali: ravnilo, miza.

Zaporedje.

Ravnilo postavite na mizo tako, da polovica visi čez rob mize. Z roko trdno pritisnite konec, ki leži na mizi, in ga pritrdite na svoje mesto. Z drugo roko dvignite prosti konec ravnila (samo ne zelo močno, da se ne zlomi) in spustite. Poslušajte nastalo brenčanje.

Sedaj premaknite ravnilo nekoliko naprej, da zmanjšate dolžino previsnega dela. Ponovno upognite in spustite ravnilo. Kakšen zvok je oddalo? Je enako kot zadnjič?

znanstvena razlaga.

Kot ste verjetno že uganili, brenčanje nastane zaradi tresljaja dela ravnila, ki visi čez rob mize. Del, ki je pritisnjen na mizo, ne more vibrirati in zato sploh ne oddaja zvoka. Krajši kot je vibrirajoči konec ravnila, višji je doseženi zvok,dlje kot je, nižji je zvok.

diapozitiv 6

Zvok je mehanski elastični valovi, ki se širi v plinih, tekočinah, trdnih snoveh.

Valovi, ki vzbujajo občutek zvoka, sfrekvenca od 16 Hz do 20.000 Hz

imenovani zvočni valovi (večinoma vzdolžni).

Diapozitiv 7

Širjenje zvoka lahko primerjamo s širjenjem valovanja v vodi. Le vlogo kamna, vrženega v vodo, igra nihajoče telo, namesto po površini vode pa se v zraku širijo zvočni valovi. Vsako tresenje veje uglaševalca ustvari eno kondenzacijo in eno redčenje v zraku. Izmenjava takšnih koncentracij in izpustov je zvočni val.

Diapozitiv 8

Da slišim zvok potrebno:

1. vir zvoka;

2. elastični medij med njim in ušesom;

3. določeno frekvenčno območje tresljajev zvočnega vira - med 16 Hz in 20 kHz,

4. Zadostna moč zvočnih valov za zaznavanje z ušesom.

Diapozitiv 9

Obstajata dve vrsti zvočnih virov: umetni in naravni, poiščite jih v ugankah:

Diapozitivi 10 - 12

1. Letenje mimo ušesa,

Zabrenči mi: "Nisem muha."

Nos je dolg

Kdo ga bo ubil

Prelil bo svojo kri.

(komar).

3. Mala ptica pevka v gozdu

življenja,

Očisti perje

(ptica).

4. Hodi naprej in nazaj,

Nikoli se ne naveliča.

Vsem, ki pridejo

Ona poda roko.

(Vrata).

5. Dva brata

Trkajo na eno dno.

Ampak ne samo premagati -

Skupaj pojejo pesem.

(Boben).

6. Pasa krava na travniku

Gostiteljica je šla

Obesite mali zvonec.

Kaj je to? Ugani!

(Zvonec).

6. Na lesenem trikotniku

Potegnil tri strune

Pobral, igral

Noge so začele plesati same.

(balalajka).

8. Naprava je majhna,

Ampak tako neverjetno.

Če je moj prijatelj daleč

Z njim se mi je lahko pogovarjati.

(Telefon).

Glasbene zvoke proizvajajo različna glasbila. Viri zvoka v njih so različni, zato so glasbila razdeljena v več skupin:

Diapozitivi 13-16

• Tolkala - tamburice, bobni, ksilofoni itd. (Tukaj raztegnjeni material, kovinske plošče itd. nihajo od udarca palice ali roke);
• Pihala - flavte, rogovi in ​​fanfare, klarineti, rogovi, cevi (nihanja zračnega stebra znotraj instrumenta
• Strune - violina, kitara itd..
• Klaviature - klavirji, čembalo (vibracije strun nastanejo pri udarcu s kladivi);

Tako so vsi zvoki glede na učinek, ki ga povzročamo, razdeljeni v dve skupini: glasbeni zvoki in šumi. Kako se med seboj razlikujejo?

Težko je ločiti med glasbo in hrupom, saj je tisto, kar se nekomu zdi glasba, lahko drugemu le hrup. Nekateri menijo, da je opera popolnoma neglasbena, drugi pa, nasprotno, v glasbi vidijo mejo popolnosti. Riganje konj ali škripanje voza, naloženega z lesom, je za večino ljudi morda hrup, za drvarja pa glasba. Ljubečim staršem se jok novorojenega otroka morda zdi glasba, drugim pa so takšni zvoki le hrup.

Vendar pa se bo večina ljudi strinjala, da so zvoki, ki prihajajo iz vibrirajočih strun, trsov, naglasov in vibrirajočih glasil pevca, glasbeni. Ampak če je tako. Kaj je bistveno pri vzbujanju glasbenega zvoka ali tona?

Naše izkušnje kažejo, da je za glasbeni zvok bistveno, da se vibracije pojavljajo v rednih intervalih. Vibracije glasbenih vilic, strun itd. so takšne narave; vibracije vlakov, vagonov z lesom itd. se pojavljajo v nepravilnih, nepravilnih intervalih in zvoki, ki jih proizvajajo, so le hrup. Hrup se od glasbenega tona razlikuje po tem, da ne ustreza nobeni določeni frekvenci tresljajev in s tem določeni višini. Hrup vsebuje vibracije različnih frekvenc. Z razvojem industrije in sodobnega hitrega prometa se je pojavil nov problem – boj proti hrupu. Pojavil se je celo nov koncept "hrupnega onesnaževanja" okolja.

diapozitiv 17 R. Rozhdestvensky je dal zelo natančno in obsežno podobo trenutne realnosti:

letališča,

Pomoli in ploščadi

Gozdovi brez ptic in dežele brez vode ...

Vse manj - okoliška narava,

Vedno bolj okolje.

Hrup, zlasti visoke intenzivnosti, ni le nadležen in utrujajoč – lahko tudi resno spodkopava zdravje.

Najnevarnejša je dolgotrajna izpostavljenost intenzivnemu hrupu na sluhu osebe, ki lahko povzroči delno ali popolno izgubo sluha. Medicinska statistika kaže, da je v zadnjih letih naglušnost zasedla vodilno mesto v strukturi poklicnih bolezni in se ne nagiba k zmanjševanju.

Zato je pomembno poznati značilnosti človeškega zaznavanja zvoka, sprejemljive ravni hrupa z vidika zagotavljanja zdravja, visoke zmogljivosti in udobja ter načinov in metod za obvladovanje hrupa.

Negativni vpliv hrupa na človeka in zaščita pred njim.

Škodljivi učinki hrupa na človeško telo.

Diapozitiv 18

Manifestacija škodljivih učinkov hrupa na človeško telo je zelo raznolika.

Dolgotrajna izpostavljenost močnemu hrupu(nad 80 dB) do človekovega sluha vodi do njegove delne ali popolne izgube. Glede na trajanje in intenzivnost izpostavljenosti hrupu pride do večje ali manjše zmanjšane občutljivosti slušnih organov, ki se izraža kot začasen premik slušnega praga, ki po koncu izpostavljenosti hrupu izgine, pri daljšem in (ali) intenzivnost hrupa, nepovratnaizguba sluha (naglušnost), za katero je značilna stalna sprememba praga sluha.

Obstajajo naslednje stopnje izgube sluha:

Diapozitiv 19

• I stopnja ( rahel upad sluh) - izguba sluha v območju govornih frekvenc je 10 - 20 dB, pri frekvenci 4000 Hz - 20 - 60 dB;
• II stopnja (zmerna izguba sluha) - izguba sluha v območju govornih frekvenc je 21 - 30 dB, pri frekvenci 4000 Hz - 20 - 65 dB;
• III stopnja (znatna izguba sluha) - izguba sluha v območju govornih frekvenc je 31 dB ali več, pri frekvenci 4000 Hz - 20 - 78 dB.

Učinek hrupa na človeško telo ni omejen le na vpliv na organ sluha.. Preko vlaken slušnih živcev se hrupno draženje prenaša na centralni in avtonomni živčni sistem in preko njih vpliva na notranji organi, kar vodi do pomembnih sprememb v funkcionalnem stanju telesa, vpliva na duševno stanje osebe, kar povzroča občutek tesnobe in razdraženosti. Oseba, ki je izpostavljena intenzivnemu (več kot 80 dB) hrupu, porabi v povprečju 10-20 % več fizičnega in nevropsihičnega napora, da vzdržuje doseženo raven zvoka pod 70 dB. Ugotovljeno je povečanje celotne obolevnosti delavcev v hrupnih panogah za 10-15 %. Vpliv na avtonomni živčni sistem se kaže tudi pri nizki ravni zvoka (40 - 70 dB). Od vegetativnih reakcij je najbolj izrazita motnja periferne cirkulacije zaradi zožitve kapilar. kožo in sluznice, pa tudi povečana krvni pritisk(pri ravneh zvoka nad 85 dB).

Vpliv hrupa na centralni živčni sistem povzroči povečanje latentnega (skritega) obdobja vidno-motorične reakcije, povzroči moteno gibljivost živčnih procesov, spremembe elektroencefalografskih parametrov, moti bioelektrično aktivnost možganov s pojavom splošne funkcionalne spremembe v telesu (že s hrupom 50 - 60 dB), bistveno spremeni biopotenciale možganov, njihovo dinamiko, povzroči biokemične spremembe v strukturah možganov.

Za impulzivne in nepravilne zvokepoveča se izpostavljenost hrupu.

Spremembe v funkcionalnem stanju centralnega in avtonomnega živčni sistemi pojavijo veliko prej in pri nižjih ravneh hrupa kot zmanjšanje slušne občutljivosti.

Diapozitiv 20

Trenutno je za "bolezen hrupa" značilen kompleks simptomov:

• zmanjšana občutljivost sluha;
• sprememba funkcije prebave, izražena v zmanjšanju kislosti;
• srčno-žilna insuficienca;
• nevroendokrinih motenj.

Tisti, ki delajo v pogojih dolgotrajne izpostavljenosti hrupu, doživljajo razdražljivost, glavobole, omotico, izgubo spomina, povečano utrujenost, izgubo apetita, bolečine v ušesih itd. Izpostavljenost hrupu lahko povzroči negativne spremembe čustveno stanje oseba, do stresa. Vse to zmanjšuje delovno sposobnost osebe ter njeno produktivnost, kakovost in varnost dela. Ugotovljeno je bilo, da se pri delu, ki zahteva večjo pozornost, s povečanjem ravni zvoka s 70 na 90 dB produktivnost dela zmanjša za 20%.

Diapozitiv 21 (Filmske digitalne droge)

diapozitiv 22

ultrazvok ( nad 20.000 Hz) povzročajo tudi poškodbe sluha, čeprav se človeško uho nanje ne odziva. Močan ultrazvok vpliva živčne celice možganov in hrbtenjače, povzroča pekoč občutek v zunanjem sluhovodu in občutek slabosti.

Nič manj nevarni niso infrazvočni izpostavljenost akustičnim vibracijam (manj kot 20 Hz). Z zadostno intenzivnostjo lahko infrazvoki vplivajo na vestibularni aparat, zmanjšajo slušno občutljivost in povečajo utrujenost in razdražljivost ter povzročijo motnje koordinacije. Posebno vlogo imajo infrafrekvenčna nihanja s frekvenco 7 Hz. Zaradi njihovega sovpadanja z naravno frekvenco alfa ritma možganov opazimo ne le okvare sluha, ampak tudi notranja krvavitev. Infrazvok (6 8 Hz) lahko povzroči motnje srčne aktivnosti in krvnega obtoka.

Diapozitivi 23 - 24

OHRANJEVANJE SLUHA

Zamašite ušesa s palci kazalci nežno položite na veke zaprte oči. Srednji prsti stisnejo nosnice. Neimenovani prsti oba mezinca pa počivata na ustnicah, ki sta zloženi v cev in iztegnjeni naprej. Izvedite gladek vdih skozi usta, tako da se lica napihnejo. Po vdihu nagnite glavo in zadržite dih. Nato počasi dvignite glavo, odprite oči in izdihnite skozi nos.

2. Vaja "Drevo" za tišino - zelo preprosta.Govorite lahko samo v primeru neposrednega vprašanja pravilna oblika. Vprašanja: "No, kako?", "Kaj delaš?", "Šel sem ali kako?" - ne delujejo. Čez nekaj časa se spraševalec začne počutiti kot podli provokator in s svojim vprašanjem: "Kaj je že čas?« - razume samega sebe.. In nastopi tišina. Vaja pomaga pri varčevanju z energijo, izostritvi sluha in koncentracije.

Svet je poln najrazličnejših zvokov: tiktakanje ur in ropot motorjev, šelestenje listja in zavijanje vetra, petje ptic in glasovi ljudi. O tem, kako se zvoki rodijo in kaj predstavljajo, so ljudje začeli ugibati že zelo dolgo nazaj. Več starogrški filozof in enciklopedični znanstvenik Aristotel je na podlagi opazovanj pravilno razložil naravo zvoka, saj je verjel, da zvočno telo ustvarja izmenično stiskanje in redčenje zraka. Lani se je avtor ukvarjal s problemom narave zvoka in dokončal raziskovalno delo: "V svetu zvokov", v katerem so bile zvočne frekvence glasbene lestvice izračunane s kozarcem vode.

Za zvok so značilne količine: frekvenca, valovna dolžina in hitrost. Zanj je značilna tudi amplituda in glasnost. Zato živimo v raznolikem svetu zvokov in njegove raznolikosti odtenkov.

Ob koncu prejšnje študije sem imel temeljno vprašanje: ali obstajajo načini za določitev hitrosti zvoka doma? Zato lahko formuliramo problem: najti moramo načine oziroma način za določitev hitrosti zvoka.

Teoretične osnove nauka o zvoku

svet zvokov

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

Gama zvokov. Ali obstajajo neodvisno od ušesa? Ali so to le subjektivni občutki, potem pa svet sam tiho, ali je to odsev realnosti v naših glavah? Če slednje, potem bo tudi brez nas svet zazvonil s simfonijo zvokov.

Tudi Pitagora (582-500 pr.n.št.) je zaslužen za odkritje številčnih razmerij, ki ustrezajo različnim glasbenim zvokom. Ko je šel mimo kovačnice, kjer je več delavcev kovalo železo, je Pitagora opazil, da so zvoki povezani s kvintami, kvarti in oktavami. Ko je vstopil v kovačnico, se je prepričal, da je imelo kladivo, ki je dalo oktavo, v primerjavi z najtežjim kladivom, težo 1/2 slednjega, kladivo, ki je dajalo kvinto, imelo težo enako 2/3 in quart - 3/4 težkega kladiva. Po vrnitvi domov je Pitagora na koncih obesil strune z utežmi, sorazmernimi 1/2: 2/3: 3/4, in domnevno ugotovil, da strune ob udarcu dajejo enake glasbene intervale. Fizično legenda ne zdrži kritike, nakovalo ob udarcu različnih kladiv oddaja svoj en in isti ton, zakoni vibriranja strun pa legende ne potrjujejo. Toda v vsakem primeru legenda govori o starodavnosti nauka o harmoniji. Zasluge pitagorejcev na glasbenem področju so nedvomne. Imajo plodno idejo merjenja tona zveneče strune z merjenjem njene dolžine. Poznali so napravo "monohord" - škatlo cedrovih desk z eno napeto vrvico na pokrovu. Če udarite po struni, ta odda en poseben ton. Če struno razdelite na dva dela in jo podprete s trikotnim zatičem na sredini, bo oddajala višji ton. Zveni tako podobno glavnemu tonu, da se ob hkratnem zvoku skoraj združita v en ton. Razmerje dveh tonov v glasbi je interval. Če je razmerje dolžin strun 1/2:1, se interval imenuje oktava. Peti in četrti interval, ki ga pozna Pitagora, dobimo, če kljukico monokorda premaknemo tako, da loči 2/3 oziroma 3/4 strune.

Kar zadeva število sedem, je povezano z neko še bolj starodavno in skrivnostno predstavo ljudi napol verske, polmistične narave. Najverjetneje pa je to posledica astronomske cepitve. lunin mesecštiri sedemdnevne tedne. Ta številka se pojavlja že tisočletja v različnih legendah. Ja, najdemo ga v starodavni papirus, ki ga je leta 2000 pr.n.št. napisal Egipčan Ahmes. Ta radovedni dokument ima naslov: "Navodilo za pridobivanje znanja o vseh skrivnih stvareh." Med drugim najdemo tam skrivnostno nalogo, imenovano »stopnice«. Govori o lestvici številk, ki predstavljajo moči števila sedem: 7, 49, 343, 2401, 16 807. Pod vsako številko je hieroglifna slika: mačka, miška, ječmen, mera. Papirus ne daje namiga o tej težavi. Sodobni razlagalci Ahmesovega papirusa razvozlajo stanje problema na naslednji način: sedem oseb ima sedem mačk, vsaka mačka poje sedem miši, vsaka miška lahko poje sedem ječmenovih klasov, vsak klas lahko zraste sedem mer žita. Koliko žita lahko mačke prihranijo? Zakaj ne naloga z industrijsko vsebino, predlagana pred 40 stoletji?

Sodobna evropska glasbena lestvica ima sedem tonov, vendar ne ves čas in vsi narodi niso imeli sedemtonske lestvice. Tako na primer v starodavna Kitajska uporabljali lestvico petih tonov. Za namen uglaševanja enotnosti mora biti višina tega nadzornega tona strogo določena z mednarodnim sporazumom. Od leta 1938 je bil kot temeljni ton sprejet ton, ki ustreza frekvenci 440 Hz (440 nihanj na sekundo). Več tonov, ki zvenijo hkrati, tvori glasbeni akord. Ljudje, ki imajo tako imenovano absolutno višino, lahko slišijo posamezne tone v akordu.

Vi seveda v bistvu poznate zgradbo človeškega ušesa. Naj se na kratko spomnimo. Uho je sestavljeno iz treh delov: 1) zunanjega ušesa, ki se konča v bobniču; 2) srednje uho, ki s pomočjo treh slušnih koščkov: kladiva, nakovala in stremena prenaša tresljaje bobniča v notranje uho; 3) notranje uho ali labirint je sestavljen iz polkrožnih kanalov in polža. Polž je aparat za sprejem zvoka. Notranje uho je napolnjeno s tekočino (limfo) nihajno gibanje z udarci stremena ob membrano, ki zategne ovalno okno v kostni škatli labirinta. Na septumu, ki deli polž na dva dela, se po celotni dolžini nahajajo najtanjša živčna vlakna s postopno naraščajočo dolžino v prečnih vrstah.

Svet zvokov je resničen! Seveda pa ne smemo misliti, da ta svet pri vseh vzbuja popolnoma enake občutke. Vprašanje, ali drugi ljudje zaznavajo zvoke na popolnoma enak način kot vi, je neznanstveno vprašanje.

1. 2. Viri zvoka. Zvočne vibracije

Svet zvokov okoli nas je raznolik - glasovi ljudi in glasbe, petje ptic in brenčanje čebel, grmenje med nevihto in šum gozda v vetru, zvok mimoidočih avtomobilov, letal itd.

Vsem zvokom je skupno, da telesa, ki jih ustvarjajo, torej viri zvoka, nihajo.

Elastično kovinsko ravnilo, pritrjeno v primež, bo oddalo zvok, če se njegov prosti del, katerega dolžina je izbrana na določen način, spravi v nihajno gibanje. V tem primeru so nihanja vira zvoka očitna.

Vendar ni vsako nihajoče telo vir zvoka. Na primer, nihajna utež, obešena na nit ali vzmet, ne oddaja zvoka. Kovinsko ravnilo bo prenehalo zvočiti tudi, če ga dvignete v primežu in s tem podaljšate prosti konec, tako da njegova frekvenca nihanja postane manjša od 20 Hz.

Študije so pokazale, da je človeško uho sposobno zaznati kot zvok mehanske vibracije teles, ki se pojavljajo pri frekvenci od 20 Hz do 20.000 Hz. Zato se vibracije, katerih frekvence so v tem območju, imenujejo zvok.

Mehanske vibracije, katerih frekvenca presega 20.000 Hz, imenujemo ultrazvočne, vibracije s frekvencami manj kot 20 Hz pa infrazvočne.

Opozoriti je treba, da so navedene meje zvočnega razpona poljubne, saj so odvisne od starosti ljudi in posamezne značilnosti njihov slušni aparat. Običajno se s starostjo zgornja frekvenčna meja zaznanih zvokov znatno zmanjša - nekateri starejši ljudje lahko slišijo zvoke s frekvencami, ki ne presegajo 6000 Hz. Otroci, nasprotno, lahko zaznajo zvoke, katerih frekvenca je nekaj več kot 20.000 Hz.

Nekatere živali slišijo nihanja, katerih frekvence so večje od 20.000 Hz ali manjše od 20 Hz.

Svet je poln najrazličnejših zvokov: tiktakanje ur in ropot motorjev, šelestenje listja in zavijanje vetra, petje ptic in glasovi ljudi. O tem, kako se zvoki rodijo in kaj predstavljajo, so ljudje začeli ugibati že zelo dolgo nazaj. Opazili so na primer, da zvok ustvarjajo telesa, ki vibrirajo v zraku. Tudi starogrški filozof in znanstvenik-enciklopedist Aristotel je na podlagi opazovanj pravilno razložil naravo zvoka, saj je verjel, da zvočno telo ustvarja izmenično stiskanje in redčenje zraka. Tako nihajna struna bodisi stisne ali redči zrak, zaradi elastičnosti zraka pa se ti izmenični učinki prenašajo naprej v prostor – iz plasti v plast nastajajo elastični valovi. Ko dosežejo naše uho, delujejo na bobniče in povzročijo občutek zvoka.

Na uho človek zazna elastične valove s frekvenco od približno 16 Hz do 20 kHz (1 Hz - 1 nihanje na sekundo). V skladu s tem se elastični valovi v katerem koli mediju, katerih frekvence ležijo v navedenih mejah, imenujejo zvočni valovi ali preprosto zvok. V zraku pri temperaturi 0°C in normalnem tlaku zvok potuje s hitrostjo 330 m/s.

Vir zvoka v plinih in tekočinah so lahko ne le vibrirajoča telesa. Na primer, krogla in puščica žvižgata v letu, veter zavija. In hrup turboreaktivnega letala ni sestavljen samo iz hrupa delovnih enot - ventilatorja, kompresorja, turbine, zgorevalne komore itd., temveč tudi iz hrupa curka, vrtinca, turbulentnih zračnih tokov, ki nastanejo, ko letalo teče z velikimi hitrostmi. Telo, ki hitro hiti v zraku ali v vodi, tako rekoč prekine tok okoli sebe, občasno ustvarja območja redčenja in stiskanja v mediju. Rezultat so zvočni valovi.

Pri proučevanju zvoka sta pomembna tudi pojma ton in tembra zvoka. Vsak resničen zvok, pa naj gre za človeški glas ali igranje glasbila, ni preprosto harmonično nihanje, ampak nekakšna mešanica mnogih harmonične vibracije z določenim naborom frekvenc. Tisti, ki ima najnižjo frekvenco, se imenuje osnovni ton, ostali so prizvoki. Različno število prizvokov, ki so značilni za določen zvok, mu daje posebno barvo - tembre. Razlika med tembrom in tembrom ni le posledica števila, temveč tudi intenzivnosti prizvokov, ki spremljajo zvok osnovnega tona. Po tembru zlahka ločimo zvoke violine in klavirja, kitare in flavte, prepoznamo glasove znanih ljudi.

1. 4. Višina in tember zvoka

Naj zazvenita dve različni struni na kitari ali balalajki. Slišali bomo različne zvoke: eden je nižji, drugi višji. Zvoki moškega glasu so nižji od zvokov ženskega glasu, bas zvoki so nižji od zvokov tenora, zvoki soprana so višji od zvokov alt.

Kaj določa višino zvoka?

Sklepamo lahko, da je višina zvoka odvisna od frekvence tresljajev: višja kot je frekvenca tresljajev zvočnega vira, višji je zvok, ki ga oddaja.

Čisti ton je zvok vira, ki niha na eni frekvenci.

Zvoki iz drugih virov (na primer zvoki različnih glasbil, glasovi ljudi, zvok sirene in mnogi drugi) so zbirka vibracij različnih frekvenc, torej zbirka čistih tonov.

Najnižja (tj. najmanjša) frekvenca tako zapletenega zvoka se imenuje osnovna frekvenca, ustrezen zvok določene višine pa se imenuje osnovni ton (včasih se imenuje preprosto ton). Višina kompleksnega zvoka je določena natančno z višino njegovega temeljnega tona.

Vse druge tone kompleksnega zvoka imenujemo prizvok. Prizvoki določajo tember zvoka, torej njegovo kakovost, kar nam omogoča, da ločimo zvoke nekaterih virov od zvokov drugih. Na primer, zlahka ločimo zvok klavirja od zvoka violine, tudi če imajo ti zvoki enako višino, torej enako osnovno frekvenco. Razlika med temi zvoki je posledica drugačnega nabora prizvokov.

Tako je višina zvoka določena s frekvenco njegovega temelja: večja kot je frekvenca osnovnega, višji je zvok.

Zvok zvoka je določen s celoto njegovih prizvokov.

1. 5. Zakaj obstajajo različni zvoki?

Zvoki se med seboj razlikujejo po glasnosti, višini in tembru. Glasnost zvoka je deloma odvisna od oddaljenosti ušesa poslušalca od zvočnega predmeta, deloma pa od amplitude tresljaja slednjega. Beseda amplituda pomeni razdaljo, ki jo telo prepotuje od enega skrajna točka drugemu med njihovim obotavljanjem. Večja kot je ta razdalja, glasnejši je zvok.

Višina zvoka je odvisna od hitrosti ali frekvence tresljajev telesa. Več tresljajev ustvari predmet v eni sekundi, višji je zvok, ki ga proizvaja.

Vendar pa se lahko dva zvoka, ki sta popolnoma enaka po glasnosti in višini, razlikujeta drug od drugega. Glasbenost zvoka je odvisna od števila in moči prisotnih prizvokov v njem. Če je struna violine narejena tako, da niha po celotni dolžini, tako da ne pride do dodatnih tresljajev, se bo slišal najnižji ton, ki ga lahko proizvede. Ta ton se imenuje glavni ton. Če pa se na njej pojavijo dodatne tresljaje posameznih delov, se bodo pojavile dodatne višje note. V harmoniji z glavnim tonom bodo ustvarili poseben, violinski zvok. Te note, višje od korena, se imenujejo prizvoki. Določajo tember določenega zvoka.

1.6 Odboj in širjenje motenj.

Motnje dela raztegnjene gumijaste cevi ali vzmeti se premika po njeni dolžini. Ko motnja doseže konec cevi, se odbije, ne glede na to, ali je konec cevi fiksen ali prost. Držani konec ostro potegnemo navzgor in nato postavimo v prvotni položaj. Greben, ki je nastal na cevi, se premakne vzdolž cevi do stene, kjer se odbije. V tem primeru ima odbit val obliko depresije, torej je pod povprečnim položajem cevi, medtem ko je bila začetna antinoda zgoraj. Kaj je razlog za to razliko? Predstavljajte si konec gumijaste cevi, pritrjen v steno. Ker je pritrjen, se ne more premikati. Navzgor usmerjena sila prihajajočega impulza želi, da se premakne navzgor. Ker pa se ne more premikati, mora obstajati enaka in nasprotna sila navzdol, ki izhaja iz podpore in deluje na konec gumijaste cevi, zato je odbit impulz protinod navzdol. Fazna razlika odbitega in izvirnega impulza je 180°.

1. 7. Stoječi valovi

Ko se roka, ki drži gumijasto cev, premika gor in dol in se frekvenca gibanja postopoma povečuje, dosežemo točko, na kateri dobimo eno samo antinodo. Nadaljnje povečanje frekvence nihanja roke bo povzročilo nastanek dvojne antinode. Če izmerite frekvenco gibov rok, boste videli, da se je njihova frekvenca podvojila. Ker je roko težko premikati hitreje, je bolje uporabiti mehanski vibrator.

Ustvarjeni valovi se imenujejo stoječi ali stacionarni valovi. Nastanejo, ker je odbit val prekrižen z vpadnim valom.

V tej študiji sta dva vala: vpadni in odbit. Imajo enako frekvenco, amplitudo in valovno dolžino, vendar se širijo v nasprotnih smereh. To so potujoči valovi, ki pa se med seboj motijo ​​in tako ustvarjajo stoječe valove. To ima naslednje posledice: a) vsi delci v vsaki polovici valovne dolžine nihajo v fazi, torej vsi se gibljejo v isto smer istočasno; b) vsak delec ima amplitudo, ki se razlikuje od amplitude naslednjega delca; c) fazna razlika med nihanji delcev enega polvala in nihanji delcev naslednjega polvala je 180°. To preprosto pomeni, da se bodisi hkrati čim bolj odklonijo v nasprotnih smereh ali pa se, če so v srednjem položaju, začnejo premikati v nasprotnih smereh.

Nekateri delci se ne premikajo (imajo ničelno amplitudo), ker so sile, ki delujejo nanje, vedno enake in nasprotne. Te točke imenujemo vozlišča ali vozlišča, razdalja med dvema naslednjima vozliščema pa je polovica valovne dolžine, to je 1 \ 2 λ.

Največje gibanje se pojavi v točkah in amplituda teh točk je dvakrat večja od amplitude vpadnega vala. Te točke se imenujejo protinodi, razdalja med dvema naslednjima protinodoma pa je polovica valovne dolžine. Razdalja med vozliščem in naslednjo protinodjo je ena četrtina valovne dolžine, to je 1\4λ.

Stoječi val se razlikuje od potujočega vala. V potujočem valu: a) imajo vsi delci enako amplitudo nihanja; b) vsak delec ni v fazi z naslednjim.

1. 8. Resonančna cev.

Resonančna cev je ozka cev, v kateri vibrira stolpec zraka. Če želite spremeniti dolžino zračnega stolpca, uporabite različne poti, kot so spremembe v nivoju vode v cevi. Zaprt konec cevi je vozel, ker zrak v stiku z njim miruje. Odprti konec cevi je vedno protinod, saj je tukaj največja amplituda nihanja. Obstaja eno vozlišče in eno protivozlišče. Dolžina cevi je približno ena četrtina dolžine stojnega valovanja.

Da bi dokazali, da je dolžina zračnega stolpca obratno sorazmerna s frekvenco vala, je treba uporabiti serijo uglastih vilic. Bolje je uporabiti majhen zvočnik, povezan s kalibriranim avdio frekvenčnim generatorjem, namesto vilic s fiksno frekvenco. Namesto cevi z vodo se uporablja dolga cev z batom, saj je tako lažje izbrati dolžino zračnih stebrov. Konstanten vir zvoka je nameščen blizu konca cevi, resonančne dolžine zračnega stolpca pa se dobijo za frekvence 300 Hz, 350 Hz, 400 Hz, 450 Hz, 500 Hz, 550 Hz in 600 Hz.

Ko vodo vlijemo v steklenico, se pojavi določen ton, ko začne zrak v steklenici vibrirati. Višina tega tona se dvigne, ko se prostornina zraka v steklenici zmanjša. Vsaka steklenica ima svojo lastno frekvenco in ko pihate čez odprt vrat steklenice, se lahko proizvede tudi zvok.

Na začetku vojne 1939-1945. reflektorji so bili usmerjeni na letala z uporabo opreme, ki deluje v zvočnem območju. Da bi preprečili, da bi se osredotočili, so nekaj posadk vrgli iz letal prazne steklenice ko pridejo v središče žarometov. Sprejemnik je zaznal glasne zvoke padajočih steklenic in reflektorji so izgubili fokus

1. 9. Pihala.

Zvoki, ki jih proizvajajo pihala, so odvisni od stoječih valov, ki se pojavljajo v cevi. Ton je odvisen od dolžine cevi in ​​vrste zračnih vibracij v cevi.

Na primer, odprta cev za orgle. Zrak se vpihne v cev skozi luknjo in zadene ostro rob. To povzroči nihanje zraka v cevi. Ker sta oba konca cevi odprta, je na vsakem koncu vedno antinod. Najpreprostejša vrsta vibracij je, ko je na vsakem koncu protivozlišče, eno vozlišče pa je na sredini. To so osnovne vibracije, dolžina cevi pa je približno enaka polovici valovne dolžine. Frekvenca višine =c/2l, kjer je c hitrost zvoka in l dolžina cevi.

Zaprto cev za orgle ima na koncu čep, to pomeni, da je konec cevi zaprt. To pomeni, da je na tem koncu vedno vozlišče. Povsem očitno je, da: a) osnovna frekvenca zaprta cev je polovica osnovne frekvence odprta cev enaka dolžina; b) pri zaprti cevi lahko nastanejo le nenavadni prizvoki. Tako je razpon tonov odprte cevi večji kot pri zaprti.

Fizične razmere spreminjajo zvok glasbil. Zvišanje temperature povzroči povečanje hitrosti zvoka v zraku in s tem povečanje osnovne frekvence. Tudi dolžina cevi se nekoliko poveča, kar povzroči zmanjšanje frekvence. Pri igranju na orgle, na primer v cerkvi, izvajalci prosijo, naj vklopijo ogrevanje, tako da orgle zvenijo na normalno temperaturo. Strunski instrumenti imajo nadzor napetosti strun. Zvišanje temperature vodi do določenega širjenja strune in zmanjšanja napetosti.

Poglavje 2. Praktični del

2. 1. Metoda za določanje hitrosti zvoka z uporabo resonančne cevi.

Naprava je prikazana na sliki. Resonančna cev je dolga ozka cev A, povezana z rezervoarjem B skozi gumijasto cev. Obe cevi vsebujeta vodo. Ko je B dvignjen, se dolžina zračnega stolpca v A zmanjša, ko se B zniža, pa se dolžina zračnega stolpca v A poveča. Ko je dolžina zračnega stolpca v A praktično enaka nič, postavite nihajne vilice na vrh A. Ne boste slišali nobenega zvoka. Ko se zračni stolpec pri A povečuje v dolžino, boste slišali, da se zvok poveča v intenzivnosti, doseže maksimum in nato začne bledeti. Ponovite ta postopek in prilagodite B tako, da dolžina zračnega stolpca v A proizvaja največji zvok. Nato izmerite dolžino l1 zračnega stolpca.

Sliši se glasen zvok, ker je naravna frekvenca zračnega stolpca dolžine l1 enaka lastni frekvenci vilic, zato zračni stolpec niha v sozvočju z njo. Našli ste prvo resonančno pozicijo. Dejansko je dolžina nihajočega zraka nekoliko večja od zračnega stolpca v A.

Če padeš. Še nižje, tako da se dolžina zračnega stolpca poveča, boste našli drug položaj, v katerem sega zvok največja moč. Natančno določite ta položaj in izmerite dolžino l2 zračnega stolpca. To je drugi resonančni položaj. Kot prej je vrh na odprtem koncu cevi, vozlišče pa na površini vode. To je mogoče doseči le v primeru, prikazanem na sliki, pri čemer je dolžina zračnega stolpca v cevi približno 3/4 valovne dolžine (3/4 λ).

Če odštejemo obe meritvi, dobimo:

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

Torej, c = ν λ = ν 2 (l2 - l1), kjer je ν frekvenca uglaševalnih vilic. To je hiter in dokaj natančen način za določanje hitrosti zvoka v zraku.

2. 2. Eksperiment in izračuni.

Za določitev hitrosti zvočnega vala so bila uporabljena naslednja orodja in oprema:

univerzalni stativ;

Steklena cev z debelimi stenami, zaprta na enem koncu, dolga 1,2 metra;

Uglaste vilice, katerih frekvenca je 440 Hz, opomba "la";

Kladivo;

Steklenica vode;

Merilo.

Napredek raziskav:

1. Sestavil sem stojalo, na katerega sem pritrdil obročke na rokavu.

2. Stekleno cev postavite v stojalo.

3. Z vlivanjem vode v cev in vznemirljivimi zvočnimi valovi na vilicah je ustvaril stoječe valove v cevi.

4. Empirično dosegli tako višino vodnega stolpca, da so se zvočni valovi ojačali v stekleni cevi, tako da je bila opažena resonanca v cevi.

5. Izmerjena prva dolžina konca cevi brez vode - l2 \u003d 58 cm \u003d 0,58 m

6. Dodali več vode v cev. (Ponovite korake 3, 4, 5) - l1 = 19 cm = 0,19 m

7. Izvedeni izračuni po 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 študije je hitrost zvoka = 343,2 m/s.

2. 3. Zaključki praktičnega dela

S pomočjo opreme po vaši izbiri določite hitrost zvoka v zraku. Rezultat smo primerjali s tabelarno vrednostjo - 330 m / s. Dobljena vrednost je približno enaka tabeli. Neskladja so nastala zaradi napak pri meritvah, drugi razlog: tabelarna vrednost je podana pri temperaturi 00C, v stanovanju pa temperatura zraka = 240C.

Zato je mogoče uporabiti predlagano metodo za določanje hitrosti zvoka z uporabo resonančne cevi.

Zaključek.

Sposobnost izračunavanja in določanja značilnosti zvoka je zelo uporabna. Kot izhaja iz študije, značilnosti zvoka: glasnost, amplituda, frekvenca, valovna dolžina - te vrednosti so lastne določenim zvokom, z njimi je mogoče ugotoviti, kakšen zvok slišimo v ta trenutek. Spet smo soočeni z matematično pravilnostjo zvoka. Toda hitrost zvoka, čeprav je mogoče izračunati, vendar je odvisna od temperature prostora in prostora, kjer se zvok pojavlja.

Tako je bil namen študije izpolnjen.

Hipoteza študije je bila potrjena, vendar je v prihodnje treba upoštevati merilne napake.

Na podlagi tega so bili izpolnjeni cilji študije:

Študiral teoretično podlago ta težava;

Ugotovljene so zakonitosti;

Opravljene so potrebne meritve;

Izvedeni so izračuni hitrosti zvoka;

Rezultate izračunov smo primerjali z že razpoložljivimi tabelarnimi podatki;

Poda se ocena dobljenih rezultatov.

Kot rezultat dela: o se naučili določiti hitrost zvoka z uporabo resonančne cevi; o Naletel na težavo drugačna hitrost zvok pri drugačna temperatura, zato bom to vprašanje poskušal raziskati v bližnji prihodnosti.