Задачи для самостоятельного решения

Звук

Поперечные волны не могут существовать в жидкой или газообразной средах.

Рисунок 17.

Длиной волны λ называют расстояние между двумя соседними точками на оси OX, колеблющимися в одинаковых фазах (см. рис. 17). Расстояние, равное длине волны λ, волна пробегает за период T, следовательно,

λ = υT, где

υ – скорость распространения волны,

Т - период.

Звуковыми волнами или просто звуком принято называть волны, воспринимаемые человеческим ухом. Диапазон звуковых частот лежит в пределах приблизительно от 20 Гц до 20 кГц. Волны с частотой менее 20 Гц называются инфразвуком, а с частотой более 20 кГц – ультразвуком. Волны звукового диапазона могут распространяться не только в газе, но и в жидкости (продольные волны) и в твердом теле (продольные и поперечные волны). Однако волны в газообразной среде – среде нашего обитания – представляют особый интерес. Изучением звуковых явлений занимается раздел физики, который называют акустикой.

Звучащая струна может излучать целый спектр волн. Амплитуды A_n этих волн зависят от способа возбуждения струны (смычок, молоточек); они определяют музыкальную окраску звука или тембр. Аналогично обстоит дело с духовыми музыкальными инструментами. Трубы духовых инструментов являются акустическими резонаторами. При определенных условиях в воздухе внутри труб возникают стоячие звуковые волны. На рис. 18 - несколько типов стоячих волн в органной трубе, закрытой с одного конца и открытой с другого. Звуки, издаваемые трубами духовых инструментов, состоят из целого спектра волн с кратными частотами.

Рисунок 18 - Стоячие волны в органной трубе, закрытой с одного конца и открытой с другого. Стрелками показаны направления движения частиц воздуха в течение одного полупериода колебаний.

При настройке музыкальных инструментов часто используется устройство, называемое камертоном. Оно состоит из деревянного акустического резонатора и скрепленной с ним металлической вилки, настроенных в резонанс. При ударе молоточком по вилке вся система возбуждается и издает чистый музыкальный тон.

по теме «Механические колебания и волны»

1. Найти частоту колебаний математического маятника длиной 20 см.

2. Уравнение движения тела имеет вид: x=0,2·cos πt. Определить период, частоту и амплитуду колебания. Найти смещение тела при фазе рад.

3. Как относятся длины математических маятников, если за одно и то же время один из них совершает 10, а другой - 20 колебаний?

4. Определить длину волны при частоте 200 Гц, если скорость распространения волн равна 340 м/с.

Дата добавления: 2014-11-07