Səs dalğasının yayılması üçün nə lazımdır. Səsin yayılması

>>Fizika: Müxtəlif mühitlərdə səs

Səsin yayılması üçün elastik bir mühit lazımdır. Vakuumda səs dalğaları yayıla bilməz, çünki orada titrəyəcək heç bir şey yoxdur. Bunu sadə təcrübə ilə təsdiqləmək olar. Şüşə zənginin altına elektrik zəngi qoysaq, o zaman zəngin altından hava çıxarıldıqca, zəngdən gələn səsin tamamilə dayanana qədər zəifləyəcəyini və zəifləyəcəyini görərik.

Qazlarda səs. Məlumdur ki, tufan zamanı biz əvvəlcə şimşək çaxmasını görürük və yalnız bir müddət sonra ildırımın gurultusunu eşidirik (şək. 52). Bu gecikmə ona görə baş verir ki, havadakı səs sürəti ildırımdan gələn işığın sürətindən çox azdır.

Səsin havadakı sürətini ilk dəfə 1636-cı ildə fransız alimi M. Mersenne ölçmüşdür. 20 °C temperaturda 343 m/s-ə bərabərdir, yəni. 1235 km/saat. Qeyd edək ki, məhz bu qiymətə Kalaşnikov avtomatından (PK) atılan güllənin sürəti 800 m məsafədə azalır. Güllənin ilkin sürəti 825 m/s təşkil edir ki, bu da havadakı səs sürətini xeyli üstələyir. Ona görə də güllə səsini və ya güllə fitini eşidən adam narahat olmağa dəyməz: bu güllə artıq onun yanından keçib. Güllə güllənin səsini üstələyir və səs gələnə qədər qurbanına çatır.

Səsin sürəti mühitin temperaturundan asılıdır: artan havanın temperaturu ilə o artır, havanın temperaturu azaldıqca isə azalır. 0 °C-də səsin havada sürəti 331 m/s-dir.

Səs müxtəlif qazlarda müxtəlif sürətlə yayılır. Necə daha çox kütlə qaz molekulları, içindəki səsin sürəti bir o qədər aşağı olar. Belə ki, 0 °C temperaturda səsin hidrogendə sürəti 1284 m/s, heliumda 965 m/s, oksigendə isə 316 m/s təşkil edir.

Mayelərdə səs. Mayelərdə səsin sürəti adətən belədir daha çox sürət qazlarda səs. Suda səsin sürəti ilk dəfə 1826-cı ildə J. Kolladon və J. Şturm tərəfindən ölçüldü. Onlar öz təcrübələrini İsveçrənin Cenevrə gölündə aparıblar (şək. 53). Bir gəmidə barıt yandırdılar və eyni zamanda suya endirilmiş zəngi vurdular. Xüsusi bir buynuzdan istifadə edərək suya endirilən bu zəngin səsi birincidən 14 km məsafədə yerləşən başqa bir qayıqda tutuldu. İşığın yanıb-sönməsi ilə səs siqnalının gəlməsi arasındakı vaxt intervalına əsasən səsin suda sürəti müəyyən edilmişdir. 8 °C temperaturda təxminən 1440 m/s olduğu ortaya çıxdı.

İki fərqli mühit arasındakı sərhəddə səs dalğasının bir hissəsi əks olunur, bir hissəsi isə daha da irəliləyir. Səs havadan suya keçdikdə səs enerjisinin 99,9%-i geri əks olunur, lakin suya ötürülən səs dalğasındakı təzyiq təxminən 2 dəfə çoxdur. Eşitmə aparatı balıq buna dəqiq reaksiya verir. Buna görə də, məsələn, suyun səthinin üstündəki qışqırıqlar və səslər doğru yol dəniz canlılarını qorxutmaq. Özünü suyun altında tapan adam bu qışqırıqlardan kar olmayacaq: suya batırıldıqda qulaqlarında hava "tıxacları" qalacaq ki, bu da onu səs yükündən xilas edəcək.

Səs sudan havaya keçdikdə enerjinin 99,9%-i yenidən əks olunur. Ancaq havadan suya keçid zamanı səs təzyiqi artdısa, indi əksinə, kəskin şəkildə azalır. Məhz buna görədir ki, məsələn, suyun altında bir daş digərinə dəydikdə yaranan səs havadakı insana çatmır.

Su ilə havanın sərhədində səsin bu davranışı əcdadlarımıza inanmağa əsas verdi dənizaltı dünya"Sükut dünyası." Beləliklə, ifadə: "Balıq kimi səssiz". Bununla belə, Leonardo da Vinçi qulağını suya endirilmiş avarın yanına tutaraq sualtı səsləri dinləməyi də təklif edib. Bu üsuldan istifadə edərək, balıqların əslində kifayət qədər danışıq olduğuna əmin ola bilərsiniz.

Bərk cisimlərdə səs. Bərk cisimlərdə səsin sürəti maye və qazlara nisbətən daha böyükdür. Qulağını relsə dayasan, relsin o biri ucuna dəydikdən sonra iki səs eşidəcəksən. Onlardan biri qulağınıza dəmir yolu ilə, digəri hava yolu ilə çatacaq.

Yerin yaxşı səs keçiriciliyi var. Buna görə də, köhnə günlərdə mühasirə zamanı qala divarlarına yerin ötürdüyü səslə düşmənin divarları qazıb-qazmadığını müəyyən edə bilən “dinləyicilər” yerləşdirilirdi. Qulaqlarını yerə qoyub düşmən süvarilərinin yaxınlaşmasını da izləyirdilər.

Bərk maddələr səsi yaxşı keçirir. Bunun sayəsində eşitmə qabiliyyətini itirmiş insanlar bəzən eşitmə sinirlərinə hava və xarici qulaq vasitəsilə deyil, döşəmə və sümüklər vasitəsilə çatan musiqi ilə rəqs edə bilirlər.

1. Niyə tufan zamanı biz əvvəlcə şimşək çaxdığını görürük və yalnız sonra ildırım gurultusunu eşidirik? 2. Qazlarda səsin sürəti nədən asılıdır? 3. Nə üçün çayın sahilində dayanan adam su altında yaranan səsləri eşitmir? 4. Qədim dövrlərdə düşmənin qazıntı işlərinə nəzarət edən “eşidənlər” nə üçün tez-tez adamları kor edirdilər?

Eksperimental tapşırıq . Bir ucuna taxta (və ya uzun taxta hökmdar) qoyun qol saatı, qulağınızı digər ucuna qoyun. Nə eşidirsən? Fenomeni izah edin.

S.V. Qromov, N.A. Родина fizika 8 sinif

İnternet saytlarından oxucular tərəfindən təqdim edilmişdir

Fizika planlaması, fizika dərs planı, məktəb kurikulumu, 8-ci sinif fizika dərslikləri və kitabları, 8-ci sinif fizika kursları və tapşırıqları

Dərsin məzmunu dərs qeydləri dəstəkləyən çərçivə dərsi təqdimatı sürətləndirmə üsulları interaktiv texnologiyalar Təcrübə edin tapşırıqlar və məşğələlər özünü sınamaq seminarları, təlimlər, keyslər, kvestlər ev tapşırığının müzakirəsi suallar tələbələrin ritorik sualları İllüstrasiyalar audio, video kliplər və multimedia fotoşəkillər, şəkillər, qrafika, cədvəllər, diaqramlar, yumor, lətifələr, zarafatlar, komikslər, məsəllər, kəlamlar, krossvordlar, sitatlar Əlavələr abstraktlar məqalələr maraqlı beşiklər üçün fəndlər dərsliklər əsas və əlavə terminlər lüğəti digər Dərsliklərin və dərslərin təkmilləşdirilməsidərslikdəki səhvlərin düzəldilməsi dərslikdəki fraqmentin, dərsdə yenilik elementlərinin yenilənməsi, köhnəlmiş biliklərin yeniləri ilə əvəz edilməsi Yalnız müəllimlər üçün mükəmməl dərslər il üçün təqvim planı təlimatlar müzakirə proqramları İnteqrasiya edilmiş Dərslər

Biz səsləri öz mənbələrindən uzaqda qəbul edirik. Adətən səs bizə hava vasitəsilə çatır. Hava səsi ötürən elastik bir mühitdir.

Diqqət edin!

Mənbə ilə qəbuledici arasında səs ötürücü mühit çıxarılarsa, səs yayılmayacaq və buna görə də qəbuledici onu qəbul etməyəcək.

Misal:

Hava nasosunun zənginin altına zəngli saat qoyaq (şək. 1).

Nə qədər ki, zəngdə hava var, zəngin səsi aydın eşidilir. Zəngin altından hava çıxarıldıqca səs tədricən zəifləyir və nəhayət eşidilməz olur. Transmissiya mühiti olmadan zəng plitəsinin titrəmələri yayıla bilməz və səs qulağımıza çatmır. Zəngin altından havanı buraxaq və zəngi yenidən eşidək.

Diqqət edin!

Elastik maddələr metallar, ağaclar, mayelər və qazlar kimi səsləri yaxşı keçirir.

Taxta lövhənin bir ucuna cib saatı qoyaq, digər ucuna keçək. Qulağımızı lövhəyə qoyaraq, saatın tıqqıltısını eşidəcəyik (şək. 2).

Bir metal qaşığa bir ip bağlayın. İpin ucunu qulağınıza qoyun. Qaşığa vurduğumuz zaman güclü bir səs eşidəcəyik (şək. 3). Əgər simi məftillə əvəz etsək, daha güclü səs eşidəcəyik.

Diqqət edin!

Yumşaq və məsaməli cisimlər zəif səs keçiriciləridir.

Otağı müdaxilədən qorumaq üçün kənar səslər, divarlar, döşəmə və tavan səs uducu materiallardan laylarla döşənib. Köpüklənmiş polimerlərdən hazırlanmış keçə, preslənmiş mantar, məsaməli daşlar və müxtəlif sintetik materiallar (məsələn, polistirol köpük) interlaylar kimi istifadə olunur. Belə təbəqələrdə səs tez sönür.

Səs istənilən elastik mühitdə - bərk, maye və qaz halında yayılır, lakin maddə olmayan yerdə yayıla bilməz.

Mənbənin salınımları onun mühitində səs tezliyinin elastik dalğasını yaradır. Qulağa çatan dalğa qulaq pərdəsinə təsir edərək onun səs mənbəyinin tezliyinə uyğun bir tezlikdə titrəməsinə səbəb olur. titrəmək qulaq pərdəsi sümük sistemi vasitəsilə uclara ötürülür eşitmə siniri, onları qıcıqlandırır və bununla da səs hissi yaradır (şək. 4).

Qazlarda və mayelərdə yalnız uzununa elastik dalğalar ola bilər. Buna görə də, havada səs uzununa dalğalar, yəni səs mənbəyindən gələn havanın alternativ kondensasiyası və seyrəkləşməsi ilə ötürülür.

Səs dalğası, hər hansı digər mexaniki dalğalar kimi, kosmosda dərhal deyil, müəyyən bir sürətlə yayılır.

Silah atəşinə baxanda əvvəlcə atəş və tüstü görürük, sonra bir müddət sonra atəş səsini eşidirik.

Biz səsləri öz mənbələrindən uzaqda qəbul edirik. Adətən səs bizə hava vasitəsilə çatır. Hava səsi ötürən elastik bir mühitdir.

Mənbə ilə qəbuledici arasında səs ötürücü mühit çıxarılarsa, səs yayılmayacaq və buna görə də qəbuledici onu qəbul etməyəcək. Bunu eksperimental olaraq nümayiş etdirək.

Hava nasosunun zənginin altına zəngli saat qoyaq (şək. 80). Nə qədər ki, zəngdə hava var, zəngin səsi aydın eşidilir. Zəngin altından hava çıxarıldıqca səs tədricən zəifləyir və nəhayət eşidilməz olur. Transmissiya mühiti olmadan zəng plitəsinin titrəmələri yayıla bilməz və səs qulağımıza çatmır. Zəngin altından havanı buraxaq və zəngi yenidən eşidək.

düyü. 80. Maddi mühitin olmadığı məkanda səsin yayılmadığını sübut edən təcrübə

Elastik maddələr metallar, ağaclar, mayelər və qazlar kimi səsləri yaxşı keçirir.

Taxta lövhənin bir ucuna cib saatı qoyaq, digər ucuna keçək. Qulağınızı lövhəyə qoysanız, saatın tıqqıltısını eşidə bilərsiniz.

Bir metal qaşığa bir ip bağlayın. İpin ucunu qulağınıza qoyun. Qaşığa vurduğunuzda güclü bir səs eşidəcəksiniz. Əgər simi məftillə əvəz etsək, daha güclü səs eşidəcəyik.

Yumşaq və məsaməli cisimlər zəif səs keçiriciləridir. Hər hansı bir otağı kənar səslərin nüfuzundan qorumaq üçün divarlar, döşəmə və tavan səs uducu materialların təbəqələri ilə döşənir. Köpüklənmiş polimerlərdən hazırlanmış keçə, preslənmiş mantar, məsaməli daşlar və müxtəlif sintetik materiallar (məsələn, polistirol köpük) interlaylar kimi istifadə olunur. Belə təbəqələrdə səs tez sönür.

Mayelər səsi yaxşı keçirir. Balıqlar, məsələn, sahildə ayaq səslərini və səsləri yaxşı eşidirlər, bu, təcrübəli balıqçılara məlumdur.

Deməli, səs istənilən elastik mühitdə - bərk, maye və qaz halında yayılır, lakin maddə olmayan yerdə yayıla bilməz.

Mənbənin salınımları onun mühitində səs tezliyinin elastik dalğasını yaradır. Qulağa çatan dalğa qulaq pərdəsinə təsir edərək onun səs mənbəyinin tezliyinə uyğun bir tezlikdə titrəməsinə səbəb olur. Qulaq pərdəsinin titrəmələri sümük sistemi vasitəsilə eşitmə sinirinin uclarına ötürülür, onları qıcıqlandırır və bununla da səs hissi yaradır.

Yada salaq ki, qazlarda və mayelərdə yalnız uzununa elastik dalğalar ola bilər. Havadakı səs, məsələn, uzununa dalğalar, yəni səs mənbəyindən gələn havanın alternativ kondensasiyası və seyrəkləşməsi ilə ötürülür.

Səs dalğası, hər hansı digər mexaniki dalğalar kimi, kosmosda dərhal deyil, müəyyən bir sürətlə yayılır. Bunu, məsələn, uzaqdan atışmalara baxmaqla yoxlaya bilərsiniz. Əvvəlcə od və tüstü görürük, sonra bir müddət sonra atışma səsi eşidirik. Tüstü ilk səs titrəyişi ilə eyni vaxtda görünür. Səsin göründüyü an (tüstünün göründüyü an) ilə qulağa çatdığı an arasındakı t vaxt intervalını ölçməklə səsin yayılma sürətini müəyyən edə bilərik:

Ölçmələr göstərir ki, 0 °C və normal atmosfer təzyiqində havada səsin sürəti 332 m/s-dir.

Temperatur nə qədər yüksək olarsa, qazlarda səsin sürəti bir o qədər yüksək olar. Məsələn, 20 ° C-də səsin havada sürəti 343 m / s, 60 ° C-də - 366 m / s, 100 ° C-də - 387 m / s-dir. Bu onunla izah olunur ki, temperaturun artması ilə qazların elastikliyi artır və onun deformasiyası zamanı mühitdə yaranan elastik qüvvələr nə qədər çox olarsa, hissəciklərin hərəkətliliyi bir o qədər çox olur və titrəyişlər bir nöqtədən digərinə bir o qədər sürətlə ötürülür.

Səsin sürəti səsin yayıldığı mühitin xüsusiyyətlərindən də asılıdır. Məsələn, 0 ° C-də hidrogendə səsin sürəti 1284 m / s, karbon qazında isə 259 m / s-dir, çünki hidrogen molekulları daha az kütləvi və daha az təsirsizdir.

İndiki vaxtda səsin sürəti istənilən mühitdə ölçülə bilər.

Mayelərdəki molekullar və bərk maddələr bir-birinə daha yaxın yerləşir və qaz molekullarından daha güclü qarşılıqlı təsir göstərir. Buna görə də maye və bərk mühitlərdə səsin sürəti qaz mühitinə nisbətən daha böyükdür.

Səs dalğa olduğundan səsin sürətini təyin etmək üçün V = s/t düsturuna əlavə olaraq bildiyiniz düsturlardan da istifadə edə bilərsiniz: V = λ/T və V = vλ. Məsələləri həll edərkən səsin havada sürəti adətən 340 m/s hesab olunur.

Suallar

1. Şəkil 80-də təsvir edilən təcrübənin məqsədi nədir? Bu təcrübənin necə aparıldığını və ondan hansı nəticənin gəldiyini təsvir edin.
2. Səs qazlarda, mayelərdə və bərk cisimlərdə yayıla bilərmi? Cavablarınızı nümunələrlə dəstəkləyin.
3. Hansı cisimlər səsi daha yaxşı keçirir - elastik və ya məsaməli? Elastik və məsaməli cisimlərə nümunələr verin.
4. Hansı dalğa - uzununa və ya eninə - səs havada yayılır? suda?
5. Səs dalğasının dərhal deyil, müəyyən bir sürətlə yayıldığını göstərən bir misal göstərin.

30-cu məşq

1. Ayda baş verən nəhəng partlayışın səsi Yer üzündə eşidilə bilərmi? Cavabınızı əsaslandırın.
2. Sabun qabının yarısını sapın hər bir ucuna bağlasanız, belə bir telefondan istifadə edərək, hətta müxtəlif otaqlarda pıçıltı ilə danışa bilərsiniz. Fenomeni izah edin.
3. 0,002 s periyodu ilə salınan mənbə suda 2,9 m uzunluğunda dalğaları həyəcanlandırırsa, səsin sudakı sürətini təyin edin.
4. Havada, suda və şüşədə 725 Hz tezliyə malik səs dalğasının dalğa uzunluğunu təyin edin.
5. Uzun metal borunun bir ucu çəkiclə bir dəfə vuruldu. Zərbədən gələn səs metal vasitəsilə borunun ikinci ucuna keçəcəkmi; boru içərisində hava vasitəsilə? Borunun o biri ucunda dayanan adam neçə zərbə eşidəcək?
6. Düz xəttin yaxınlığında dayanan müşahidəçi dəmir yolu, uzaqdan gedən parovozun fitinin üstündə buxar gördü. Buxar görünəndən 2 saniyə sonra fit səsini eşitdi və 34 saniyədən sonra lokomotiv müşahidəçinin yanından keçdi. Lokomotivin sürətini təyin edin.

Səs (səs dalğası ) –bu insan və heyvanların eşitmə orqanı tərəfindən qəbul edilən elastik dalğadır. Başqa sözlə, səs mühitin hissəcikləri bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda yaranan elastik mühitin sıxlığında (və ya təzyiqində) dalğalanmaların yayılmasıdır.

Atmosfer (hava) elastik mühitlərdən biridir. Səsin havada yayılması ideal qazlarda akustik dalğaların yayılmasının ümumi qanunlarına tabe olmaqla yanaşı, həm də havanın sıxlığının, təzyiqinin, temperaturunun və rütubətinin dəyişkənliyi ilə əlaqədar xüsusiyyətlərə malikdir. Səsin sürəti mühitin xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir və elastik dalğanın sürəti üçün düsturlardan istifadə etməklə hesablanır.

Süni və təbii var mənbələr səs. Süni emissiyalara aşağıdakılar daxildir:

Bərk cisimlərin vibrasiyaları (musiqi alətlərinin simləri və səs lövhələri, dinamik diffuzorlar, telefon membranları, pyezoelektrik lövhələr);

Məhdud həcmdə hava vibrasiyası (orqan boruları, fitlər);

Zərb alətləri (fortepiano düymələri, zəng);

Elektrik cərəyanı (elektroakustik çeviricilər).

Təbii mənbələrə aşağıdakılar daxildir:

Partlayış, çökmə;

Maneələrin ətrafında hava axını (binanın küncünü əsən külək, dəniz dalğasının zirvəsi).

Süni və təbii də var qəbuledicilər səs:

Elektroakustik çeviricilər (havada mikrofon, suda hidrofon, yer qabığında geofon) və digər cihazlar;

İnsan və heyvanların eşitmə aparatı.

Səs dalğaları yayıldıqda, hər hansı bir təbiət dalğalarına xas olan hadisələr mümkündür:

Bir maneədən əks

İki media sərhədində qırılma,

müdaxilə (əlavə),

Difraksiya (maneələrin ətrafında əyilmə),

Dispersiya (maddədəki səs sürətinin səsin tezliyindən asılılığı);

Absorbsiya (səs enerjisinin geri dönməz şəkildə istiliyə çevrilməsi səbəbindən mühitdə səsin enerjisinin və intensivliyinin azalması).

Obyektiv səs xüsusiyyətləri

Səs tezliyi

İnsanlar üçün eşidilən səsin tezliyi arasında dəyişir 16 Hz əvvəl 16 - 20 kHz . Tezliyə malik elastik dalğalar aşağıda səs diapazonu çağırdı infrasəs (beyin sarsıntısı daxil olmaqla), ilə daha yüksək tezliyi – ultrasəs , və ən yüksək tezlikli elastik dalğalardır hipersəs .

Səsin bütün tezlik diapazonunu üç hissəyə bölmək olar (Cədvəl 1).

Səs-küy aşağı tezlikli səs bölgəsində davamlı tezlik spektrinə (və ya dalğa uzunluqlarına) malikdir (Cədvəl 1, 2). Davamlı spektr o deməkdir ki, tezliklər verilmiş intervaldan istənilən qiymətə malik ola bilər.

Musiqili , və ya tonal , səslənir orta tezlikli və qismən yüksək tezlikli səs bölgəsində xətti tezlik spektrinə malikdir. Yüksək tezlikli səsin qalan hissəsi fit çalmaqla məşğuldur. Xətt spektri o deməkdir ki, musiqi tezlikləri müəyyən bir intervaldan yalnız ciddi şəkildə müəyyən edilmiş (diskret) dəyərlərə malikdir.

Bundan əlavə, musiqi tezliklərinin intervalı oktavalara bölünür. oktava – bu, yuxarısı aşağıdan iki dəfə böyük olan iki sərhəd dəyəri arasında yerləşən tezlik intervalıdır.(Cədvəl 3)

Ümumi oktava tezlik diapazonları

Oktava tezlik diapazonları	 min , Hz	 maks , Hz	 Çərşənbə , Hz

İnsan səs aparatı tərəfindən yaradılan və insanın eşitmə cihazı tərəfindən qəbul edilən səsin tezlik intervallarına dair nümunələr Cədvəl 4-də verilmişdir.

Kontralto, alto
Mezzo-soprano
Koloratur soprano

Bəzi musiqi alətlərinin tezlik diapazonlarına dair nümunələr Cədvəl 5-də verilmişdir. Onlar təkcə səs diapazonunu deyil, həm də ultrasəs diapazonunu əhatə edir.

Musiqi Aləti	Tezlik Hz
Saksafon

Heyvanlar, quşlar və həşəratlar insanlardan fərqli tezlik diapazonlarında səs yaradır və qəbul edirlər (Cədvəl 6).

Musiqidə hər bir sinusoidal səs dalğası deyilir sadə tonda, və ya ton. Pitch tezlikdən asılıdır: tezlik nə qədər yüksəkdirsə, ton bir o qədər yüksəkdir. Əsas ton mürəkkəb musiqi səsinə uyğun ton deyilir ən aşağı tezlik onun spektrində. Digər tezliklərə uyğun tonlar deyilir ifrat tonlar. Overtones varsa qatlarəsas tonun tezliyi, sonra overtonlar deyilir harmonik. Ən aşağı tezlikli overton birinci harmonik adlanır, növbətisi ikinci adlanır və s.

Eyni əsas tona malik musiqi səsləri fərqli ola bilər tembr. Tembr overtonların tərkibindən, onların tezlik və amplitüdlərindən, səsin əvvəlində yüksəlmə, sonunda isə eniş xarakterindən asılıdır.

Səs sürəti

Müxtəlif mühitlərdə səs üçün etibarlıdır ümumi düsturlar(22) – (25). Nəzərə almaq lazımdır ki, düstur (22) quru atmosfer havası vəziyyətində tətbiq olunur və Poisson nisbətinin, molar kütləsinin və universal qaz sabitinin ədədi dəyərləri nəzərə alınmaqla aşağıdakı kimi yazıla bilər:

Bununla belə, həqiqi atmosfer havası həmişə səs sürətinə təsir edən rütubətə malikdir. Bu, Poisson nisbəti ilə bağlıdır  su buxarının qismən təzyiqinin nisbətindən asılıdır ( səh buxar) Kimə atmosfer təzyiqi (səh). In rütubətli hava Səsin sürəti düsturla müəyyən edilir:

.

Son tənlikdən görünür ki, nəmli havada səsin sürəti quru havadan bir qədər böyükdür.

Atmosfer havasının temperaturu və rütubətinin təsirini nəzərə alaraq səs sürətinin ədədi təxminləri təxmini düsturdan istifadə etməklə həyata keçirilə bilər:

Bu təxminlər göstərir ki, səs üfüqi istiqamətdə yayıldıqda ( 0 x) temperaturun artması ilə 1 0 C səs sürəti artır 0,6 m/s. -dən çox olmayan qismən təzyiqlə su buxarının təsiri altında 10 Pa səs sürəti daha az artır 0,5 m/s. Ancaq ümumiyyətlə, Yer səthində su buxarının maksimum mümkün qismən təzyiqində səs sürəti daha çox artır. 1 m/s.

Səs təzyiqi

Səs olmadıqda, atmosfer (hava) pozulmamış bir mühitdir və statik atmosfer təzyiqinə malikdir (
).

Səs dalğaları yayıldıqda, kondensasiya və havanın seyrəkləşməsi səbəbindən bu statik təzyiqə əlavə dəyişən təzyiq əlavə olunur. Müstəvi dalğalar vəziyyətində yaza bilərik:

Harada səh səs, maks- səs təzyiqinin amplitudası,  - səsin siklik tezliyi, k – dalğa nömrəsi. Buna görə də sabit bir nöqtədə atmosfer təzyiqi Bu an vaxt bu təzyiqlərin cəminə bərabər olur:

Səs təzyiqi səs dalğasının keçdiyi zaman müəyyən bir nöqtədə ani faktiki atmosfer təzyiqi ilə səs olmadıqda statik atmosfer təzyiqi arasındakı fərqə bərabər dəyişən təzyiqdir.:

Səs təzyiqi salınım dövründə öz dəyərini və işarəsini dəyişir.

Səs təzyiqi demək olar ki, həmişə atmosferdən çox azdır

Güclü partlayışlar zamanı və ya reaktiv təyyarənin keçidi zamanı şok dalğaları meydana gəldikdə, böyük və atmosfer təzyiqi ilə müqayisə edilə bilən olur.

Səs təzyiqi vahidləri aşağıdakılardır:

- paskal SI-də
,

- bar GHS-də
,

- millimetr civə,

- atmosfer.

Təcrübədə alətlər səs təzyiqinin ani dəyərini ölçmür, lakin sözdə səmərəli (və ya cari )səs təzyiq . Bu bərabərdir müəyyən bir zamanda fəzanın müəyyən nöqtəsində ani səs təzyiqinin kvadratının orta dəyərinin kvadrat kökü

(44)

və buna görə də deyilir kök orta kvadrat səs təzyiqi . (39) ifadəsini (40) düsturla əvəz edərək əldə edirik:

. (45)

Səs empedansı

Səs (akustik) müqaviməti amplituda nisbəti adlanırsəs təzyiqi və mühitin hissəciklərinin vibrasiya sürəti:

. (46)

Səs müqavimətinin fiziki mənası: vahid sürətlə mühitin hissəciklərinin titrəməsinə səbəb olan səs təzyiqinə ədədi olaraq bərabərdir:

SI səs empedansının ölçü vahidi - metr başına paskal saniyə:

.

Təyyarə dalğası vəziyyətində hissəciklərin salınma sürəti bərabərdir

.

Sonra düstur (46) formasını alacaq:

. (46*)

Bir mühitin sıxlığı və bu mühitdəki səs sürətinin məhsulu kimi səs müqavimətinin başqa bir tərifi də var:

. (47)

Sonra o fiziki məna o, ədədi olaraq elastik dalğanın vahid sürətlə yayıldığı mühitin sıxlığına bərabərdir:

.

Akustik müqavimətə əlavə olaraq, akustika konsepsiyadan istifadə edir mexaniki müqavimət (R m). Mexanik müqavimət dövri qüvvənin amplitüdlərinin və mühitin hissəciklərinin salınma sürətinin nisbətidir:

, (48)

Harada S– səs emitentinin səth sahəsi. Mexanik müqavimət ölçülür metr başına Nyuton saniyə:

.

Enerji və səsin gücü

Səs dalğası elastik dalğa kimi eyni enerji kəmiyyətləri ilə xarakterizə olunur.

Səs dalğalarının yayıldığı hər bir hava həcmi, salınan hissəciklərin kinetik enerjisi ilə mühitin elastik deformasiyasının potensial enerjisinin cəminə bərabər enerjiyə malikdir (bax düstur (29)).

Səs intensivliyi adətən adlanırsəsin gücü . Bu bərabərdir

. (49)

Buna görə də səs gücünün fiziki mənası enerji axınının sıxlığının mənasına bənzəyir: ədədi olaraq vahid sahənin eninə səthi vasitəsilə vahid vaxtda dalğa ilə ötürülən enerjinin orta dəyərinə bərabərdir.

Səs intensivliyinin vahidi kvadrat metr üçün vattdır:

.

Səsin intensivliyi effektiv səs təzyiqinin kvadratına mütənasibdir və səs (akustik) təzyiqə tərs mütənasibdir:

, (50)

və ya ifadələri nəzərə alaraq (45),

, (51)

Harada R ak – akustik müqavimət.

Səs səs gücü ilə də xarakterizə edilə bilər. Səs gücü səs mənbəyini əhatə edən qapalı səth vasitəsilə müəyyən vaxt ərzində mənbə tərəfindən buraxılan səs enerjisinin ümumi miqdarıdır:

, (52)

və ya düstur (49) nəzərə alınmaqla,

. (52*)

Səs gücü, hər hansı digər kimi, ölçülür vat:

.

Səs kiçik hava hissəciklərinin, digər qazların, maye və bərk mühitlərin titrəməsinə səbəb olan səs dalğalarıdır. Səs yalnız maddənin olduğu yerdə yarana bilər, onun hansı birləşmə vəziyyətində olmasından asılı olmayaraq. Vakuum şəraitində, mühitin olmadığı yerlərdə səs yayılmır, çünki səs dalğalarının paylayıcısı kimi çıxış edən hissəciklər yoxdur. Məsələn, kosmosda. Səs dəyişdirilə, dəyişdirilə, digər enerji formalarına çevrilə bilər. Beləliklə, radio dalğalarına və ya elektrik enerjisinə çevrilən səs məsafələrə ötürülə və informasiya daşıyıcılarında qeyd oluna bilər.

Səs dalğası

Cisimlərin və cisimlərin hərəkəti demək olar ki, həmişə ətraf mühitdə dalğalanmalara səbəb olur. Su və ya hava fərqi yoxdur. Bu proses zamanı bədənin titrəyişlərinin ötürüldüyü mühitin hissəcikləri də titrəməyə başlayır. Səs dalğaları yaranır. Üstəlik, hərəkətlər irəli və geri istiqamətlərdə aparılır, tədricən bir-birini əvəz edir. Buna görə də səs dalğası uzununadır. Heç vaxt yuxarı və aşağı yanal hərəkət yoxdur.

Səs dalğalarının xüsusiyyətləri

İstənilən kimi fiziki fenomen, onların xassələri təsvir edilə bilən öz kəmiyyətləri var. Səs dalğasının əsas xüsusiyyətləri onun tezliyi və amplitudasıdır. Birinci dəyər saniyədə neçə dalğanın əmələ gəldiyini göstərir. İkincisi dalğanın gücünü müəyyən edir. Aşağı tezlikli səslər var aşağı performans tezliklər və əksinə. Səsin tezliyi Hertz ilə ölçülür və 20.000 Hz-i keçərsə, ultrasəs baş verir. Aşağı tezlikli nümunələr və yüksək tezlikli səslər təbiətdə və bizi əhatə edən dünyada kifayət qədər var. Bülbülün cingiltisi, ildırımın gurultusu, dağ çayının gurultusu və sair müxtəlif səs tezlikləridir. Dalğanın amplitudası birbaşa səsin nə qədər yüksək olduğundan asılıdır. Səs, öz növbəsində, səs mənbəyindən uzaqlaşdıqca azalır. Müvafiq olaraq, dalğa episentrdən nə qədər uzaq olarsa, amplituda bir o qədər kiçik olar. Başqa sözlə, səs dalğasının amplitudası səs mənbəyindən uzaqlaşdıqca azalır.

Səs sürəti

Səs dalğasının bu göstəricisi onun yayıldığı mühitin təbiətindən birbaşa asılıdır. Burada həm rütubət, həm də havanın temperaturu mühüm rol oynayır. Ortasında hava şəraiti Səsin sürəti saniyədə təxminən 340 metrdir. Fizikada səsdən sürətli sürət kimi bir şey var ki, bu da həmişə səs sürətindən daha böyükdür. Bu, təyyarənin hərəkəti zamanı səs dalğalarının yayıldığı sürətdir. Təyyarə səsdən yüksək sürətlə hərəkət edir və hətta yaratdığı səs dalğalarını belə ötür. Təyyarənin arxasında tədricən artan təzyiq səbəbindən şok səs dalğası yaranır. Bu sürətin ölçü vahidi maraqlıdır və bunu az adam bilir. Buna Mach deyilir. Mach 1 sürətə bərabərdir səs. Bir dalğa Mach 2-də yayılırsa, o zaman səs sürətindən iki dəfə sürətlə yayılır.

Səslər

IN Gündəlik həyat insanlar var daimi səslər. Səs-küy səviyyəsi desibellə ölçülür. Maşınların hərəkəti, külək, yarpaqların xışıltısı, insanların səslərinin bir-birinə qarışması və digər səs səsləri bizim gündəlik yoldaşlarımızdır. Amma belə səslərə eşitmə analizatoru insanın buna alışmaq qabiliyyəti var. Bununla belə, uyğunlaşma qabiliyyətlərinin belə olduğu hadisələr də var insan qulağıöhdəsindən gələ bilmir. Məsələn, 120 dB-dən çox səs-küy ağrıya səbəb ola bilər. Ən səs-küylü heyvan mavi balinadır. Səslər çıxardıqda 800 kilometrdən çox məsafədən eşidilir.

Echo

Eko necə yaranır? Burada hər şey çox sadədir. Səs dalğası müxtəlif səthlərdən əks olunma qabiliyyətinə malikdir: sudan, qayadan, boş otaqdakı divarlardan. Bu dalğa bizə qayıdır, ona görə də ikinci dərəcəli səs eşidirik. Bu, orijinalı qədər aydın deyil, çünki səs dalğasındakı enerjinin bir hissəsi maneəyə doğru hərəkət edərkən dağılır.

Ekolokasiya

Səs əks etdirmə müxtəlif praktik məqsədlər üçün istifadə olunur. Məsələn, exolocation. Bu köməyi ilə ki, əsaslanır ultrasəs dalğaları bu dalğaların əks olunduğu obyektə qədər olan məsafəni təyin edə bilərsiniz. Hesablamalar ultrasəsin bir yerə getməsi və geri qayıtması üçün lazım olan vaxtı ölçməklə aparılır. Əksər heyvanlar əks-səda salma qabiliyyətinə malikdir. Məsələn, yarasalar və delfinlər ondan yemək axtarmaq üçün istifadə edirlər. Exolocation tibbdə daha bir tətbiq tapıb. Ultrasəs ilə müayinə edərkən bir şəkil yaranır daxili orqanlarşəxs. Bu metodun əsası, havadan başqa bir mühitə daxil olan ultrasəsin geri qayıtması və beləliklə, bir görüntü meydana gətirməsidir.

Musiqidə səs dalğaları

Musiqi alətləri niyə müəyyən səslər çıxarır? Gitara cingiltisi, fortepiano zurnası, nağara və trubaların aşağı tonları, fleytanın məftunedici nazik səsi. Bütün bunlar və bir çox başqa səslər hava titrəyişləri və ya başqa sözlə, səs dalğalarının görünüşü ilə əlaqədar yaranır. Bəs niyə musiqi alətlərinin səsi bu qədər müxtəlifdir? Məlum olub ki, bu, bir neçə amildən asılıdır. Birincisi alətin forması, ikincisi onun hazırlandığı materialdır.

Nümunə olaraq simli alətlərdən istifadə edərək buna baxaq. Onlar simlərə toxunduqda səs mənbəyinə çevrilirlər. Nəticədə, onlar salınmağa və göndərməyə başlayırlar mühit müxtəlif səslər. İstənilən simli alətin səsinin aşağı olması simin qalınlığı və uzunluğunun daha böyük olması ilə yanaşı, onun gərginliyinin zəifliyi ilə də bağlıdır. Və əksinə, sim nə qədər sıx uzanırsa, nə qədər incə və qısa olarsa, çalma nəticəsində əldə edilən səs bir o qədər yüksək olar.

Mikrofon hərəkəti

Səs dalğasının enerjisinin elektrik enerjisinə çevrilməsinə əsaslanır. Bu halda cari gücü və səsin təbiəti birbaşa asılıdır. İstənilən mikrofonun içərisində metaldan hazırlanmış nazik lövhə var. Səsə məruz qaldıqda o, salınımlı hərəkətlər etməyə başlayır. Plitənin bağlandığı spiral də titrəyir, nəticədə elektrik. O niyə görünür? Bunun səbəbi mikrofonda daxili maqnitlərin də olmasıdır. Spiral qütbləri arasında salındıqda, elektrik cərəyanı yaranır ki, bu da spiral boyunca və daha sonra səs sütununa (dinamik) və ya informasiya daşıyıcısında (kaset, disk, kompüter) qeyd etmək üçün avadanlıqlara gedir. Yeri gəlmişkən, telefondakı mikrofon da oxşar quruluşa malikdir. Bəs mikrofonlar sabit telefonda necə işləyir və mobil telefon? İlkin mərhələ onlar üçün eynidir - insan səsinin səsi öz titrəyişlərini mikrofon lövhəsinə ötürür, sonra hər şey yuxarıda təsvir edilən ssenariyə uyğundur: hərəkət edərkən iki qütbü bağlayan bir cərəyan yaranır. Sonra nə var? Sabit telefonla hər şey az-çox aydındır - mikrofonda olduğu kimi, elektrik cərəyanına çevrilən səs naqillərdən keçir. Amma nə haqqında mobil telefon və ya, məsələn, radio ilə? Bu hallarda səs radio dalğa enerjisinə çevrilir və peyki vurur. Hamısı budur.

Rezonans fenomeni

Bəzən salınımların amplitudası olduqda şərait yaradılır fiziki bədən kəskin şəkildə artır. Bu, məcburi salınımların tezliyi və cismin (bədənin) salınımlarının təbii tezliyi dəyərlərinin yaxınlaşması səbəbindən baş verir. Rezonans həm faydalı, həm də zərərli ola bilər. Məsələn, avtomobili çuxurdan çıxarmaq üçün rezonans yaratmaq və avtomobilə ətalət vermək üçün işə salınır və irəli-geri itələnir. Amma hallar da olub mənfi nəticələr rezonans. Məsələn, Sankt-Peterburqda təxminən yüz il əvvəl bir ağızdan yürüş edən əsgərlərin altından körpü uçub.