תנודות קול קול. תנודות קול וגלים

מקורות קול.

רעידות קול

מתווה שיעור.

1. רגע ארגוני

היי ח'ברה! לשיעור שלנו יש יישום מעשי רחב בתרגול היומיומי. לכן, התשובות שלך יהיו תלויות בהתבוננות בחיים וביכולת לנתח את התצפיות שלך.

2. חזרה על ידע בסיסי.

שקופיות מס' 1, 2, 3, 4, 5 מוצגות על מסך המקרן (נספח 1).

חבר'ה, לפניכם תשבץ, שעל ידי פתרונו תלמדו את מילת המפתח של השיעור.

קטע ראשון:שם תופעה פיזיקלית

קטע שני:שם את התהליך הפיזי

קטע שלישי:שם את הכמות הפיזית

קטע רביעי:שם למכשיר הפיזי

	ר		W		ח
	בְּ
						בְּ
						ל

שימו לב למילה המודגשת. המילה הזו היא "קול", היא מילת המפתח של השיעור. השיעור שלנו מוקדש לרעידות קול וקול. אז, נושא השיעור הוא "מקורות סאונד. רעידות קול. בשיעור תלמדו מהו מקור הצליל, מהן רעידות קול, התרחשותן וכמה יישומים מעשיים בחייכם.

3. הסבר על חומר חדש.

בואו נעשה ניסוי. מטרת הניסוי: לברר את הסיבות לצליל.

ניסיון עם סרגל מתכת(נספח 2).

מה ראית? מה יכולה להיות המסקנה?

סיכום: גוף רוטט יוצר צליל.

בואו נעשה את הניסוי הבא. מטרת הניסוי: לגלות האם צליל נוצר תמיד על ידי גוף רוטט.

המכשיר שאתה רואה מולך נקרא מזלג.

ניסוי עם מזלג כוונון וכדור טניס תלויים על חוט(נספח 3) .

שומעים את הצליל שמשמיע מזלג הכוונון, אבל הרעידות של המזלג לא מורגשות. כדי לוודא שהמזלג מתנודד, הבה נעביר אותו בזהירות לכדור מוצל התלוי על חוט ונראה שהרעידות של מזלג הכוונון מועברות לכדור, שנכנס לתנועה תקופתית.

סיכום: צליל מופק על ידי כל גוף רוטט.

אנחנו חיים באוקיינוס ​​של צלילים. צליל מופק על ידי מקורות קול. ישנם מקורות צליל מלאכותיים וטבעיים כאחד. מקורות צליל טבעיים כוללים מיתרי קול (נספח 1 - שקף מס' 6) האוויר שאנו נושמים יוצא מהריאות דרך דרכי הנשימה לתוך הגרון. הגרון מכיל את מיתרי הקול. תחת לחץ האוויר הנשוף, הם מתחילים להתנודד. את תפקיד המהוד ממלאים הפה והאף, כמו גם החזה. לדיבור רהוט, יש צורך בנוסף למיתרי הקול, גם הלשון, השפתיים, הלחיים, החך הרך והאפיגלוטיס.

מקורות הקול הטבעיים כוללים גם זמזום של יתוש, זבוב, דבורה ( כנפיים מתנופפות).

שְׁאֵלָה:מה יוצר את הסאונד.

(האוויר בבלון נמצא בלחץ כאשר הוא דחוס. לאחר מכן, הוא מתרחב באופן דרמטי ויוצר גל קול.)

אז, צליל יוצר לא רק גוף מתנודד, אלא גם גוף מתרחב בחדות. ברור שבכל המקרים של הופעת קול, שכבות האוויר נעות, כלומר נוצר גל קול.

גל הקול אינו נראה, ניתן לשמוע אותו רק, וגם נרשם על ידי מכשירים פיזיים. כדי לרשום ולחקור את תכונותיו של גל קול, אנו משתמשים במחשב, שכיום נעשה בו שימוש נרחב על ידי פיזיקאים למחקר. במחשב מותקנת תוכנת מחקר מיוחדת, ומחברים מיקרופון הקולט רעידות קול (נספח 4). תסתכל על המסך. על המסך רואים ייצוג גרפי של גל הקול. מה זה הגרף הזה? ( סינוסואיד)

בואו להתנסות עם מזלג כוונון עם נוצה. הכו במזלג הכוונון עם פטיש גומי. התלמידים רואים את הרעידות של מזלג הכוונון, אך לא שומעים את הצליל.

שְׁאֵלָה:למה יש רעידות אבל אתה לא שומע את הצליל?

מסתבר חבר'ה, האוזן האנושית קולטת טווחי צליל הנעים בין 16 הרץ להרץ, זה צליל נשמע.

הקשיבו להם דרך המחשב ותפסו את השינוי בתדרי הטווח (נספח 5). שימו לב כיצד צורת הסינוסואיד משתנה עם השינוי בתדירות תנודות הקול (תקופת התנודה פוחתת, ולכן התדר עולה).

ישנם צלילים שאינם נשמעים לאוזן האנושית. אלה הם אינפרסאונד (טווח תנודות פחות מ-16 הרץ) ואולטרסאונד (טווח גדול מהרץ). אתה רואה את ערכת טווחי התדרים על הלוח, צייר אותה במחברת (נספח 5). על ידי חקירת אינפרא ואולטרסאונד, מדענים גילו תכונות מעניינות רבות של גלי קול אלה. חבריך לכיתה יספרו לנו על עובדות מעניינות אלו (נספח 6).

4. איחוד החומר הנלמד.

כדי לאחד את החומר הנלמד בשיעור, אני מציע לשחק במשחק TRUE-FALSE. קראתי את המצב ואתה מחזיק סימן נכון או לא נכון ומסביר את תשובתך.

שאלות. 1. האם זה נכון שכל גוף רוטט הוא מקור הקול? (ימין).

2. האם זה נכון שמוזיקה נשמעת חזק יותר באולם מלא אנשים מאשר באולם ריק? (שגוי, שכן האולם הריק משמש תהודה לרעידות).

3. האם זה נכון שייתוש מנפנף בכנפיו מהר יותר מדבורת בומבוס? (נכון, מכיוון שהקול שמפיק היתוש גבוה יותר, לכן גם תדירות תנודות הכנפיים גבוהה יותר).

4. האם זה נכון שהרעידות של מזלג מכוון מתפוררות מהר יותר אם הרגל שלו מונחת על שולחן? (נכון, כי הרעידות של מזלג הכוונון מועברות לשולחן).

5. האם זה נכון שעטלפים רואים בקול? (נכון, שכן עטלפים פולטים אולטרסאונד ואז מקשיבים לאות המוחזר).

6. האם זה נכון שבעלי חיים מסוימים "צופים" רעידת אדמה באמצעות אינפרסאונד? (נכון, למשל, פילים מרגישים רעידת אדמה תוך כמה שעות ומתרגשים מאוד בו זמנית).

7. האם זה נכון שאינפרסאונד גורם להפרעות נפשיות אצל אנשים? (נכון, במרסיי (צרפת) נבנה מפעל קטן ליד המרכז המדעי. זמן קצר לאחר השקתו התגלו תופעות מוזרות באחת המעבדות המדעיות. לאחר שבילה כמה שעות בחצרים שלו, החוקר נעשה טיפש לחלוטין : הוא בקושי הצליח לפתור אפילו בעיה פשוטה).

ולסיכום, אני מציע שתקבלו את מילות המפתח של השיעור מהאותיות הגזורות, על ידי סידורן מחדש.

KVZU - סאונד

RAMTNOKE - מזלג כוונון

TRAKZUVLU - אולטרסאונד

FRAKVZUNI - INFRAZOUND

OKLABEINJA - VASCULATIONS

5. סיכום השיעור ושיעורי הבית.

תוצאות השיעור. בשיעור גילינו ש:

שכל גוף רוטט יוצר צליל;

צליל מתפשט באוויר כגלי קול;

צלילים נשמעים ואינם נשמעים;

אולטרסאונד הוא צליל בלתי נשמע שתדר התנודה שלו גבוה מ-20 קילו-הרץ;

אינפרסאונד הוא צליל בלתי נשמע עם תדר תנודה מתחת ל-16 הרץ;

אולטרסאונד נמצא בשימוש נרחב במדע ובטכנולוגיה.

שיעורי בית:

1. §34, דוגמה 29 (פרישקין 9 תאים)

2. המשך לנמק:

אני שומע את הצליל: א) זבובים; ב) חפץ שנפל; ג) סופות רעמים, כי ....

אני לא שומע את הקול: א) מיונה מטפסת; ב) מנשר הממריא בשמיים, כי...

צליל נגרם על ידי רעידות מכניות במדיה ובגופים אלסטיים, שתדריהם נעים בטווח שבין 20 הרץ ל-20 קילו הרץ ואשר האוזן האנושית יכולה לקלוט.

בהתאם לכך, רעידות מכניות עם התדרים המצוינים נקראות צליל ואקוסטי. תנודות מכניות בלתי נשמעות עם תדרים מתחת לטווח הקול נקראות אינפרסאונד, ואלו עם תדרים מעל טווח הקול נקראים אולטרסאונד.

אם מניחים גוף צליל, כמו פעמון חשמלי, מתחת לפעמון של משאבת אוויר, אז עם שאיבת האוויר החוצה, הצליל יחלש יותר ויותר ולבסוף הוא ייפסק לחלוטין. העברת התנודות מהגוף הנשמע מתבצעת דרך האוויר. שימו לב שבמהלך תנודותיו, הגוף הנשמע במהלך תנודותיו דוחס לסירוגין את האוויר הסמוך לפני השטח של הגוף, ואז, להיפך, יוצר נדירות בשכבה זו. לפיכך, התפשטות הקול באוויר מתחילה בתנודות בצפיפות האוויר על פני השטח של גוף מתנודד.

טון מוזיקלי. עוצמה וגובה גובה

הצליל שאנו שומעים כאשר מקורו עושה תנודה הרמונית נקרא טון מוזיקלי או בקיצור טון.

בכל טון מוזיקלי נוכל להבחין בשתי איכויות באוזניים: עוצמה וגובה גובה.

התצפיות הפשוטות ביותר משכנעות אותנו שהטון של כל גוון נתון נקבע על ידי משרעת הרעידות. קולו של מזלג הכוונון לאחר הפגיעה בו שוכך בהדרגה. זה מתרחש יחד עם שיכוך התנודות, כלומר. עם ירידה באמפליטודה שלהם. מכה קשה יותר במזלג הכוונון, כלומר. על ידי מתן תנודות משרעת גדולה, אנו נשמע צליל חזק יותר מאשר עם השפעה חלשה. ניתן לראות אותו דבר עם מיתר ובכלל עם כל מקור צליל.

אם ניקח כמה מזלגות כוונון בגדלים שונים, אז זה לא יהיה קשה לסדר אותם לפי האוזן לפי סדר הגדלת הגובה. כך, גם הם ימוקמו בגודל: מזלג הכוונון הגדול ביותר נותן את הצליל הנמוך ביותר, הקטן ביותר - הצליל הגבוה ביותר. לפיכך, הגובה נקבע על ידי תדירות התנודה. ככל שהתדר גבוה יותר, ולכן ככל שתקופת התנודה קצרה יותר, כך גובה הצליל שאנו שומעים גבוה יותר.

תהודה אקוסטית

ניתן להבחין בתופעות תהודה על רעידות מכניות בכל תדר, במיוחד על רעידות קול.

שמנו שני מזלגות כוונון זהים זה לצד זה, הופכים את החורים של הקופסאות שעליהן הם מורכבים אחד כלפי השני. הקופסאות נחוצות כי הן מגבירות את צליל מזלגות הכוונון. זאת בשל התהודה בין מזלג הכוונון לבין עמודי האוויר הכלולים בתיבה; מכאן שהתיבות נקראות תהודה או תיבות תהודה.

בוא נכה באחד המזלגות ואז נעמעם אותו באצבעותינו. נשמע את קולו של מזלג הכוונון השני.

ניקח שני מזלגות כוונון שונים, כלומר. עם פיצ'רים שונים, וחוזרים על הניסוי. כעת כל אחד מהמזלגים לא יגיב יותר לצליל של מזלג כוונון אחר.

לא קשה להסביר את התוצאה הזו. התנודות של מזלג כוונון אחד פועלות באוויר בכוח מסוים על המזלג השני, וגורמות לו לבצע את התנודות המאולצות שלו. מכיוון שמזלג כוונון 1 מבצע תנודות הרמוניות, אז הכוח הפועל על מזלג כוונון 2 ישתנה בהתאם לחוק התנודות הרמוניות עם תדירות המזלג 1. אם תדירות הכוח שונה, אז התנודות הכפויות יהיו חלשות כל כך. שלא נשמע אותם.

רעשים

אנו שומעים צליל מוזיקלי (הערה) כאשר התנודה היא תקופתית. לדוגמה, סוג זה של צליל מופק על ידי מיתר פסנתר. אם תלחץ על כמה מקשים בו זמנית, כלומר. להשמיע כמה תווים, אז התחושה של צליל מוזיקלי תישמר, אבל ההבדל בין תווים עיצוריים (נעימים לאוזן) ותווים דיסוננטיים (לא נעימים) ייצא בבירור. מסתבר שאותם פתקים שתקופותיהם הם ביחס של מספרים קטנים מתאחדים. לדוגמה, קונסוננס מתקבל כאשר יחס התקופות הוא 2:3 (חמישית), ב-3:4 (קוונטי), 4:5 (שלישי עיקרי) וכו'. אם התקופות קשורות למספרים גדולים, למשל, 19:23, אז מתקבל דיסוננס - צליל מוזיקלי, אך לא נעים. נלך אפילו רחוק יותר מהמחזוריות של רעידות אם נלחץ על מקשים רבים בו-זמנית. הצליל יהיה רועש.

רעשים מאופיינים בחוסר מחזוריות חזקה של צורת התנודה: או שזוהי תנודה ארוכה, אך מורכבת מאוד בצורתה (שרישות, חריקות), או פליטות בודדות (קליקים, דפיקות). מנקודת מבט זו, יש לייחס לרעשים גם צלילים המובעים על ידי עיצורים (שריקה, שפתיים וכו').

בכל המקרים, תנודות רעש מורכבות ממספר עצום של תנודות הרמוניות בתדרים שונים.

לפיכך, הספקטרום של תנודה הרמונית מורכב מתדר יחיד. עבור תנודה מחזורית, הספקטרום מורכב מקבוצה של תדרים - היסוד והכפולות שלו. עם עיצורים, יש לנו ספקטרום המורכב מכמה קבוצות כאלה של תדרים, כשהעיקריים קשורים כמספרים שלמים קטנים. בהרמוניות דיסוננטיות, התדרים הבסיסיים כבר אינם בקשר כה פשוט. ככל שתדרים שונים בספקטרום, כך אנו מתקרבים לרעש. לרעשים אופייניים יש ספקטרים ​​שבהם יש הרבה מאוד תדרים.

שיעור זה מכסה את הנושא "גלי קול". בשיעור זה נמשיך ללמוד אקוסטיקה. ראשית, נחזור על ההגדרה של גלי קול, לאחר מכן נשקול את טווחי התדרים שלהם ונכיר את המושג של גלים קוליים ואינפרסוניים. נדון גם במאפיינים של גלי קול במדיות שונות ונברר אילו מאפיינים יש להם. .

גלי קול -אלו הם תנודות מכניות אשר מתפשטות ומקיימות אינטראקציה עם איבר השמיעה, נתפסות על ידי אדם (איור 1).

אורז. 1. גל קול

הקטע שעוסק בגלים אלו בפיזיקה נקרא אקוסטיקה. המקצוע של אנשים שנהוג לכנות אותם "שומעים" הוא אקוסטיקה. גל קול הוא גל המתפשט בתווך אלסטי, זהו גל אורכי, וכאשר הוא מתפשט בתווך אלסטי מתחלפים דחיסה ורידוד. הוא מועבר לאורך זמן על פני מרחק (איור 2).

אורז. 2. התפשטות גל קול

גלי קול כוללים רעידות כאלה המתבצעות בתדר של 20 עד 20,000 הרץ. תדרים אלו מתאימים לאורכי גל של 17 מ' (עבור 20 הרץ) ו-17 מ"מ (עבור 20,000 הרץ). טווח זה ייקרא צליל נשמע. אורכי גל אלו ניתנים לאוויר, שמהירות התפשטות הקול בו שווה ל.

יש גם טווחים כאלה שאקוסטיקאים עוסקים בהם - אינפרסאונד ואולטראסוני. Infrasonic הם אלה שיש להם תדר של פחות מ-20 הרץ. ואלה קוליים הם אלה שיש להם תדר של יותר מ 20,000 הרץ (איור 3).

אורז. 3. טווחים של גלי קול

כל אדם משכיל צריך להיות מודרך בטווח התדרים של גלי הקול ולדעת שאם ילך לבדיקת אולטרסאונד, אז התמונה על מסך המחשב תיבנה בתדר של יותר מ-20,000 הרץ.

אולטרסאונד -אלו הם גלים מכניים הדומים לגלי קול, אך בתדר של 20 קילו-הרץ עד מיליארד הרץ.

גלים בתדירות של יותר ממיליארד הרץ נקראים היפרסוני.

אולטרסאונד משמש לאיתור פגמים בחלקי גבס. זרם של אותות אולטרסאונד קצר מופנה אל החלק הנבדק. באותם מקומות בהם אין פגמים, האותות עוברים דרך החלק מבלי להירשם על ידי המקלט.

אם יש סדק, חלל אוויר או אי-הומוגניות אחרת בחלק, אז האות האולטראסוני משתקף ממנו וחוזר, נכנס למקלט. שיטה כזו נקראת זיהוי פגמים על-קוליים.

דוגמאות נוספות לשימוש באולטרסאונד הן מכונות אולטרסאונד, מכשירי אולטרסאונד, טיפול באולטרסאונד.

אינפרסאונד -גלים מכניים הדומים לגלי קול, אך עם תדר של פחות מ-20 הרץ. הם אינם נתפסים על ידי האוזן האנושית.

מקורות טבעיים של גלים אינפרסוניים הם סופות, צונאמי, רעידות אדמה, הוריקנים, התפרצויות געשיות, סופות רעמים.

אינפרסאונד הם גם גלים חשובים המשמשים לרטט את פני השטח (לדוגמה, כדי להשמיד כמה עצמים גדולים). אנו משגרים אינפרסאונד לאדמה - והאדמה נמחצת. איפה משתמשים בזה? לדוגמה, במכרות יהלומים, שם הם לוקחים עפרה המכילה רכיבי יהלום וכותשים אותה לחלקיקים קטנים כדי למצוא את תכלילי היהלומים הללו (איור 4).

אורז. 4. יישום אינפרסאונד

מהירות הקול תלויה בתנאי הסביבה ובטמפרטורה (איור 5).

אורז. 5. מהירות התפשטות גלי הקול במדיות שונות

שימו לב: באוויר, מהירות הקול שווה ל-, בעוד שהמהירות עולה ב-. אם אתה חוקר, ידע כזה עשוי להיות שימושי עבורך. אולי אפילו תמצא איזה חיישן טמפרטורה שיזהה אי התאמות בטמפרטורה על ידי שינוי מהירות הקול במדיום. אנחנו כבר יודעים שככל שהמדיום צפוף יותר, ככל שהאינטראקציה בין חלקיקי המדיום רצינית יותר, כך הגל מתפשט מהר יותר. דנו בכך בפסקה האחרונה תוך שימוש בדוגמה של אוויר יבש ואוויר לח. עבור מים, מהירות התפשטות הקול. אם אתה יוצר גל קול (דפוק על מזלג כוונון), אז מהירות ההתפשטות שלו במים תהיה גדולה פי 4 מאשר באוויר. במים, המידע יגיע פי 4 מהר יותר מאשר באוויר. ואפילו מהר יותר בפלדה: (איור 6).

אורז. 6. מהירות ההתפשטות של גל קול

אתה יודע מאפוסים שבהם השתמש איליה מורומטס (וכל הגיבורים והאנשים והנערים הרוסים הרגילים מהמועצה הצבאית המהפכנית של גאידאר), השתמשו בדרך מעניינת מאוד לזהות חפץ שמתקרב, אבל עדיין רחוק. הקול שהוא משמיע בזמן תנועה עדיין אינו נשמע. איליה מורומטס, עם אוזנו אל הקרקע, שומע אותה. למה? מכיוון שקול מועבר על פני אדמה מוצקה במהירות גבוהה יותר, מה שאומר שהוא יגיע מהר יותר לאוזנו של איליה מורומטס, והוא יוכל להתכונן לפגוש את האויב.

גלי הקול המעניינים ביותר הם צלילים ורעשים מוזיקליים. אילו חפצים יכולים ליצור גלי קול? אם ניקח מקור גל ותווך אלסטי, אם נגרום למקור הצליל לרטוט בצורה הרמונית, אז יהיה לנו גל קול נפלא, שייקרא צליל מוזיקלי. מקורות אלו של גלי קול יכולים להיות, למשל, מיתרים של גיטרה או פסנתר. זה עשוי להיות גל קול שנוצר ברווח של צינור האוויר (אורגן או צינור). משיעורי נגינה אתה מכיר את התווים: do, re, mi, fa, salt, la, si. באקוסטיקה הם נקראים טונים (איור 7).

אורז. 7. צלילים מוזיקליים

לכל הפריטים שיכולים לשדר גוונים יהיו תכונות. במה הם שונים? הם שונים באורך גל ובתדירות. אם גלי הקול הללו אינם נוצרים על ידי גופים בעלי צלילים הרמוניים או אינם מחוברים ליצירה תזמורתית משותפת, אז מספר כזה של צלילים ייקרא רעש.

רַעַשׁ- תנודות אקראיות בעלות אופי פיזיקלי שונה, המאופיינת במורכבות המבנה הזמני והספקטרלי. המושג רעש הוא יומיומי והוא פיזי, הם מאוד דומים, ולכן אנו מציגים אותו כאובייקט חשוב נפרד של התחשבות.

נעבור לאומדנים כמותיים של גלי קול. מהם המאפיינים של גלי קול מוזיקליים? מאפיינים אלה חלים אך ורק על תנודות צליל הרמוניות. כך, עוצמת קול. מה קובע את עוצמת הצליל? שקול את התפשטות גל קול בזמן או תנודות של מקור גל קול (איור 8).

אורז. 8. עוצמת קול

יחד עם זאת, אם לא הוספנו הרבה סאונד למערכת (לחצו ברכות על מקש הפסנתר, למשל), אז יהיה צליל שקט. אם אנחנו בקול רם, מרימים את היד גבוה, קוראים לצליל הזה על ידי לחיצה על המקש, נקבל צליל חזק. במה זה תלוי? לצלילים שקטים יש פחות רטט מצלילים חזקים.

המאפיין החשוב הבא של צליל מוזיקלי וכל אחר הוא גוֹבַה. מה קובע את גובה הצליל? הגובה תלוי בתדירות. אנחנו יכולים לגרום למקור להתנודד בתדירות גבוהה, או שנוכל לגרום לו להתנדנד לא מאוד מהיר (כלומר, לבצע פחות תנודות ליחידת זמן). קחו בחשבון את זריקת הזמן של צליל גבוה ונמוך באותה משרעת (איור 9).

אורז. 9. מגרש

ניתן להסיק מסקנה מעניינת. אם אדם שר בבס, אז מקור הצליל שלו (אלה הם מיתרי הקול) נע לאט פי כמה מזה של אדם ששר סופרן. במקרה השני, מיתרי הקול רוטטים בתדירות גבוהה יותר, ולכן, לעתים קרובות יותר הם גורמים למוקדי דחיסה ונדירות בהתפשטות הגל.

יש עוד מאפיין מעניין של גלי קול שפיזיקאים לא חוקרים. זה גָוֶן. אתה מכיר ומבחין בקלות את אותה יצירה מוזיקלית המנוגנת בבלליקה או בצ'לו. מה ההבדל בין הצלילים האלה או הביצוע הזה? בתחילת הניסוי ביקשנו מאנשים שמפיקים צלילים לעשות אותם בערך את אותה משרעת כך שעוצמת הצליל תהיה זהה. זה כמו במקרה של תזמורת: אם אין צורך לייחד כלי נגינה, כולם מנגנים בערך באותו אופן, באותה עוצמה. אז הגוון של הבלליקה והצ'לו שונה. אם נצייר את הצליל המופק מכלי אחד, מכלי אחר, באמצעות דיאגרמות, אז הם יהיו זהים. אבל אתה יכול בקלות להבחין בכלים אלה לפי הצליל שלהם.

דוגמה נוספת לחשיבות הגוון. תארו לעצמכם שני זמרים שמסיימים את אותו בית ספר למוזיקה עם אותם מורים. הם למדו באותה מידה עם חמישיות. מסיבה כלשהי, האחד הופך למבצע מצטיין, בעוד שהשני לא מרוצה מהקריירה שלו כל חייו. למעשה, זה נקבע אך ורק על ידי הכלי שלהם, שגורם רק לתנודות קול בסביבה, כלומר, הקולות שלהם שונים בגוון.

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה

1. Sokolovich Yu.A., Bogdanova G.S. פיזיקה: ספר עיון עם דוגמאות לפתרון בעיות. - הפצה מחדש של מהדורה שנייה. - X .: Vesta: הוצאה לאור "Ranok", 2005. - 464 עמ'.
2. Peryshkin A.V., Gutnik E.M., Physics. כיתה ט': ספר לימוד לחינוך כללי. מוסדות / א.וו. פרישקין, א.מ. גוטניק. - מהדורה 14, סטריאוטיפ. - M.: Bustard, 2009. - 300 עמ'.

1. פורטל האינטרנט "eduspb.com" ()
2. פורטל האינטרנט "msk.edu.ua" ()
3. פורטל האינטרנט "class-fizika.narod.ru" ()

שיעורי בית

1. איך מופצים קול? מה יכול להיות מקור הקול?
2. האם צליל יכול לנוע בחלל?
3. האם כל גל שמגיע לאוזן האנושית נתפס אצלו?

לפני שאתם מבינים מהם מקורות סאונד, חשבו מהו סאונד? אנחנו יודעים שאור הוא קרינה. מוחזרת מעצמים, קרינה זו חודרת לעינינו, ואנחנו יכולים לראות אותה. טעם וריח הם חלקיקים קטנים של הגוף הנתפסים על ידי הקולטנים המתאימים שלנו. איזה סוג צליל זו החיה הזו?

צלילים מועברים באוויר

בטח ראית איך מנגנים בגיטרה. אולי אתה בעצמך יודע איך לעשות את זה. חשוב שהמיתרים ישמיעו צליל שונה בגיטרה כאשר הם נמשכים. בסדר. אבל אם הייתם יכולים להכניס את הגיטרה לוואקום ולמשוך את החוטים, אז הייתם מאוד מופתעים שהגיטרה לא תשמיע שום צליל.

ניסויים כאלה בוצעו עם מגוון גופים, והתוצאה תמיד הייתה זהה - שום צליל לא נשמע בחלל חסר אוויר. מכאן נובע צליל מסקנה הגיוני מועבר באוויר. לכן, קול הוא משהו שקורה לחלקיקים של חומרי אוויר וגופים מייצרי קול.

מקורות קול - גופים רוטטים

נוסף. כתוצאה ממגוון רחב של ניסויים רבים, ניתן היה לקבוע שקול מתעורר עקב רטט של גופים. מקורות קול הם גופים שרוטטים. תנודות אלו מועברות על ידי מולקולות אוויר והאוזן שלנו, קולטת תנודות אלו, מפרשת אותן לתחושות קוליות המובנות לנו.

לא קשה לבדוק זאת. קח כוס או גביע קריסטל והניח אותו על השולחן. הקש עליו קלות עם כף מתכת. אתה תשמע צליל דק ארוך. כעת גע בכוס עם היד והקש שוב. הצליל ישתנה ויהיה קצר בהרבה.

ועכשיו תן לכמה אנשים לעטוף את זרועותיהם סביב הכוס בצורה מלאה ככל האפשר, יחד עם הרגל, תוך השתדלות לא להשאיר אזור פנוי אחד, למעט מקום קטן מאוד להכות עם כפית. הכה שוב בכוס. כמעט ולא תשמע שום צליל, וזה שיהיה יתגלה כחלש וקצר מאוד. מה זה אומר?

במקרה הראשון, לאחר הפגיעה, הזכוכית נדנדה בחופשיות, תנודותיה הועברו באוויר והגיעו לאוזנינו. במקרה השני, רוב הרעידות נספגו בידינו, והקול הלך והתקצר בהרבה, ככל שהרעידות של הגוף פחתו. במקרה השלישי, כמעט כל תנודות הגוף נספגו מיד בידיהם של כל המשתתפים והגוף כמעט ולא התנדנד, וכתוצאה מכך כמעט ולא נפלט קול.

אותו דבר לגבי כל שאר הניסויים שאתה יכול לחשוב עליהם ולהפעיל. רעידות של גופים, המועברות למולקולות אוויר, ייתפסו על ידי האוזניים שלנו ויפורשו על ידי המוח.

תנודות קול בתדרים שונים

אז צליל הוא רטט. מקורות קול מעבירים תנודות קול דרך האוויר אלינו. מדוע, אם כן, איננו שומעים את כל התנודות של כל העצמים? כי רעידות מגיעות בתדרים שונים.

הצליל הנקלט על ידי האוזן האנושית הוא רעידות קול בתדר של כ-16 הרץ עד 20 קילו-הרץ. ילדים שומעים צלילים בתדרים גבוהים יותר מאשר מבוגרים, וטווחי התפיסה של יצורים חיים שונים בדרך כלל שונים מאוד.

האוזניים הן כלי מאוד עדין ועדין שניתן לנו מהטבע, אז כדאי לדאוג לו, שכן אין תחליף או אנלוגי בגוף האדם.

מקורות קול. רעידות קול

האדם חי בעולם הצלילים. צליל עבור אדם הוא מקור מידע. הוא מזהיר אנשים מפני סכנה. צליל בצורה של מוזיקה, שירת ציפורים מעניקה לנו הנאה. אנו נהנים להקשיב לאדם בעל קול נעים. צלילים חשובים לא רק לבני אדם, אלא גם לבעלי חיים, שעבורם לכידת קול טובה עוזרת לשרוד.

נשמע - אלו הם גלים אלסטיים מכניים המתפשטים בגזים, נוזלים, מוצקים.

הסיבה לסאונד - תנודות (תנודות) של גופים, אם כי תנודות אלו לרוב אינן נראות לעינינו.

מקורות קול - גופים פיזיים שמתנדנדים, כלומר. לרעוד או לרטט בתדירות
בין 16 ל-20,000 פעמים בשנייה. הגוף הרוטט יכול להיות מוצק, כגון מיתר
או קרום כדור הארץ, גזי, למשל, סילון אוויר בכלי נשיפה
או נוזל, כגון גלים על מים.

כרך

העוצמה תלויה במשרעת הרעידות בגל הקול. יחידת עוצמת הקול היא 1 בל (לכבוד אלכסנדר גרהם בל, ממציא הטלפון). בפועל, עוצמת הקול נמדדת בדציבלים (dB). 1 dB = 0.1B.

10 dB - לחשה;

20-30 dB - נורמה של רעש בחצרים למגורים;
50 dB- שיחה בנפח בינוני;
80 ד' ב - רעש של מנוע משאית פועל;
130 dB- סף כאב

צליל מעל 180 dB יכול אפילו לגרום לקרע בעור התוף.

צלילים גבוהיםמיוצג על ידי גלים בתדר גבוה - למשל, שירת ציפורים.

צלילים נמוכיםהם גלים בתדר נמוך, כמו צליל של מנוע משאית גדולה.

גלי קול

גלי קולאלו הם גלים אלסטיים הגורמים לתחושת הקול באדם.

גל קול יכול לעבור מגוון רחב של מרחקים. ירי תותחים נשמעת במרחק של 10-15 ק"מ, שכנות של סוסים ונביחות של כלבים - ב-2-3 ק"מ, והלחישה נמצאת במרחק של מטרים ספורים בלבד. צלילים אלו מועברים באוויר. אבל לא רק אוויר יכול להיות מוליך צליל.

אם שמים את האוזן אל המסילה, אתה יכול לשמוע את הרעש של רכבת מתקרבת הרבה יותר מוקדם ובמרחק גדול יותר. המשמעות היא שמתכת מוליכה צליל מהר יותר וטוב יותר מאוויר. מים גם מוליכים קול היטב. לאחר צללתם למים, ניתן לשמוע בבירור כיצד האבנים דופקות זו בזו, כיצד חלוקי הנחל מרשרשים במהלך הגלישה.

תכונת המים - להוביל היטב קול - נמצא בשימוש נרחב לסיור בים בזמן המלחמה, וכן למדידת מעמקי הים.

תנאי הכרחי להתפשטות גלי קול הוא נוכחות של סביבה חומרית.בוואקום, גלי הקול אינם מתפשטים, שכן אין חלקיקים המעבירים אינטראקציה ממקור הרעידות.

לכן, על הירח, בשל היעדר אטמוספירה, שקט מוחלט שולט. אפילו נפילת מטאוריט על פניו אינה נשמעת למתבונן.

הקול נע במהירויות שונות בכל מדיום.

מהירות הקול באוויר- כ-340 מ' לשנייה.

מהירות קול במים- 1500 מ' לשנייה.

מהירות הקול במתכות, בפלדה- 5000 מ"ש.

באוויר חם מהירות הקול גדולה יותר מאשר באוויר קר, מה שמוביל לשינוי בכיוון התפשטות הקול.

מזלג

- זה לוח מתכת בצורת U, אשר קצותיו יכולים להתנודד לאחר הפגיעה בו.

יצא לאור מזלג כוונוןהצליל חלש מאוד וניתן לשמוע אותו רק ממרחק קצר.
מָהוֹד- קופסת עץ עליה ניתן לקבע מזלג כוונון, משמשת להגברת הסאונד.
במקרה זה, פליטת קול מתרחשת לא רק ממזלג הכוונון, אלא גם מפני השטח של המהוד.
עם זאת, משך הצליל של מזלג הכוונון על המהוד יהיה פחות מאשר בלעדיו.

E X O

צליל חזק, המוחזר ממכשולים, חוזר למקור הקול לאחר מספר רגעים, ואנו שומעים הֵד.

בהכפלת מהירות הקול בזמן שחלף מהתרחשותו ועד לחזרתו, ניתן לקבוע פי שניים את המרחק ממקור הקול למחסום.
שיטה זו לקביעת המרחק לאובייקטים משמשת ב הד.

כמה בעלי חיים, כמו עטלפים,
השתמש גם בתופעת השתקפות הקול, תוך שימוש בשיטת ההד

אקו-מיקום מבוסס על התכונה של השתקפות קול.

צליל - שור מכני פועל עלומעביר אנרגיה.
עם זאת, הכוח של השיחה הבו-זמנית של כל האנשים על הגלובוס הוא בקושי יותר מכוחה של מכונית מוסקוביץ' אחת!

אולטרסאונד.

· רעידות בתדרים העולים על 20,000 הרץ נקראות אולטרסאונד. אולטרסאונד נמצא בשימוש נרחב במדע ובטכנולוגיה.

נוזל רותח כאשר עוברים דרך גל קולי (קאוויטציה). זה יוצר זעזוע הידראולי. אולטרסאונד יכול לקרוע חתיכות ממשטח המתכת ולרסק מוצקים. ניתן לערבב נוזלים בלתי ניתנים לערבב עם אולטרסאונד. כך מכינים תחליב שמן. תחת פעולת אולטרסאונד מתרחשת ספינינג של שומנים. מכונות כביסה מבוססות על עיקרון זה.

· בשימוש נרחב אולטרסאונד בהידרואקוסטיקה. אולטרסאונד בתדירות גבוהה נספגים במים בצורה חלשה מאוד ויכולים להתפשט לאורך עשרות קילומטרים. אם הם נתקלים בדרכם בקרקעית, קרחון או גוף מוצק אחר, הם משתקפים ונותנים הד של כוח רב. קול הד קולי מבוסס על עיקרון זה.

במתכת אולטרסאונדמתפשט כמעט ללא ספיגה. בשיטת המיקום האולטראסוני ניתן לזהות את הפגמים הקטנים ביותר בתוך חלק בעובי גדול.

אפקט הריסוק של אולטרסאונד משמש לייצור מגהצים אולטרסאונדים.

גלים קוליים, הנשלחים מהספינה, משתקפים מהאובייקט השקוע. המחשב מזהה את זמן הופעת ההד וקובע את מיקום האובייקט.

· אולטרסאונד משמש ברפואה ובביולוגיהלאקולוקיישן, לאיתור וטיפול בגידולים וחלק מהפגמים ברקמות הגוף, בכירורגיה ובטראומטולוגיה לדיסקציה של רקמות רכות ועצם במהלך פעולות שונות, לריתוך עצמות שבורות, להרס תאים (אולטרסאונד בעוצמה גבוהה).

אינפרסאונד והשפעתו על בני אדם.

תנודות עם תדרים מתחת ל-16 הרץ נקראות אינפרסאונד.

בטבע, האינפראסאונד מתרחש עקב תנועת המערבולת של האוויר באטמוספרה או כתוצאה מרעידות איטיות של גופים שונים. אינפרסאונד מאופיין בספיגה חלשה. לכן הוא מתפשט למרחקים ארוכים. גוף האדם מגיב בכאב לרעידות אינפרא-קוליות. עם השפעות חיצוניות הנגרמות על ידי רטט מכני או גל קול בתדרים של 4-8 הרץ, אדם מרגיש את התנועה של איברים פנימיים, בתדר של 12 הרץ - התקף של מחלת ים.

העוצמה הגבוהה ביותר רעידות אינפרא-קוליותהם יוצרים מכונות ומנגנונים בעלי משטחים גדולים המבצעים רעידות מכניות בתדר נמוך (אינפרסאונד ממקור מכני) או זרימות סוערות של גזים ונוזלים (אינפרסאונד ממקור אווירודינמי או הידרודינמי).