Physel.ru

Физика, механика и т.п.

  • Full Screen
  • Wide Screen
  • Narrow Screen
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

§ 18. Звуковые колебания.

E-mail Печать PDF
Колебания упругой пластинки, зажатой в тисках, имеют тем более высокую частоту, чем короче свободный (колеблющийся) кусок пластинки. Когда частота колебаний делается выше 16 Гц, мы начинаем слышать колебания пластинки. Выше (§ 4) мы убедились в том, что и звучащий камертон тоже колеблется. Вообще человеческое ухо слышит звук, когда на слуховой аппарат уха действуют механические колебания с частотой не ниже 16 Гц, но не выше 20 000 Гц (20 кГц). Колебания же с более низкими и более высокими частотами неслышимы.

Таким образом, звук обусловливается механическими колебаниями в упругих средах и телах (твердых, жидких и газообразных), частоты которых лежат в диапазоне от 16 до 20 кГц и которые способно воспринимать человеческое ухо.

Соответственно этому механические колебания с указанными частотами называются звуковыми или акустическими (акустика — учение о звуке). Неслышимые механические колебания с частотами ниже звукового диапазона часто называют инфразвуковымы, а с частотами выше звукового диапазона, т. е. более 20 кГц — ультразвуковыми.

Если звучащее тело, например электрический звонок, поставить под колокол воздушного насоса, то по мере откачивания воздуха звук будет делаться все слабее и, наконец, совсем прекратится. Передача колебаний от звучащего тела осуществляется через воздух. Как именно происходит распространение колебаний в воздухе, мы рассмотрим позднее. Теперь же отметим только одно обстоятельство: при своих колебаниях звучащее тело попеременно то сжимает слой воздуха, прилегающий к поверхности тела, то, наоборот, создает разрежение в этом слое. Таким образом, распространение звука в воздухе начинается с колебаний плотности воздуха у поверхности колеблющегося тела.

Но колебания плотности воздуха можно создать и без колеблющегося тела. Если, например, быстро вращать диск с отверстиями, расположенными по окружности, и продувать через них струю воздуха (рис. 35), то позади отверстий струя будет прерывистой, получатся периодически следующие друг за другом уплотнения воздуха. Легко убедиться, что и в этом случае мы услышим звук.

Рис. 35. Получение звука прерыванием струи воздуха

Рис. 36. Сирена
На прерывании воздушной струи основано устройство сирены. В этом источнике звука вращающийся диск располагается обычно над неподвижным диском с таким же числом отверстий, причем отверстия прорезаны наклонно (рис. 36). Этим достигается, во-первых, то, что подвижный диск приводится во вращение самой воздушной струей подобно колесу турбины, а во-вторых, одновременно прерывается столько струй, сколько отверстий в диске, благодаря чему звук значительно усиливается.

Сирена или даже простое устройство, изображенное на рис. 35, удобны в опытах тем, что позволяют легко определять период звуковых колебаний. Число прерываний воздушной струи в секунду равно, очевидно, произведению числа отверстий 2 на число оборотов n диска в 1 с, период же равен обратной величине:

Так как колебания воздуха, возникающие при работе сирены, не имеют характера гармонических, то число прерываний воздушной струи (zn) не является частотой колебания. Как уже упоминалось, периодическое негармоническое движение не может быть охарактеризовано одной частотой, а представляет собой набор гармонических колебаний с частотами, кратными основной частоте n=1/T (§ 17).

Комментарии  

 
+1 #1 10.02.2013 07:03
музыканты, исследователи в акустике давно подозревали, что человек может слышать выше 20кгц, и вот наконец это подтвердилось,Я понские исследователи во главе с Т. Оохаши провели эксперименты с широкополосными записями с частотами до 60 КГц, причем супертвитер SuperTweeter™ можно было включать и отключать. Отслеживая активность деятельности мозга испытуемых и анализируя субъективные оценки при прослушивании вслепую, они пришли к выводу, что слушатели действительно реагировали на ультразвуковые составляющие музыки. В свободной продаже появились широкополосные динамики с верхней частотой до 80кгц, и это только начало..)
Цитировать
 

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

You are here: