Инструменты пользователя

Инструменты сайта


examination:physics:question21

Вопрос №21. Акустика. Характеристики звука. Скорость звука


Акустика - наука о звуке, изучающая физическую природу звука и проблемы, связанные с его возникновением, распространением, восприятием и воздействием. Акустика является одним из направлений физики (механики), исследующее упругие колебания и волны от самых низких (от 0 Гц) до высоких частот.

Звук, в широком смысле — колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн в газообразной, жидкой или твёрдой средах. Иначе говоря, в воздухе, это постоянно меняющиеся области высокого и низкого давления. Человек слышит З. с частотой от 16 гц до 20 000 гц. Физическое понятие о З. охватывает как слышимые, так и неслышимые звуки. З. с частотой ниже 16 гц называется инфразвуком, выше 20 000 гц — ультразвуком.

Основные характеристики звука.

1. Важной характеристикой З. является его спектр, получаемый в результате разложения З. на простые гармонические колебания.

Спектр бывает сплошной, когда энергия звуковых колебаний непрерывно распределена в более или менее широкой области частот, и линейчатый, когда имеется совокупность дискретных (прерывных) частотных составляющих. З. со сплошным спектром воспринимается как шум, например шелест деревьев под ветром, звуки работающих механизмов. Линейчатым спектром с кратными частотами обладают музыкальные З. ; основная частота определяет при этом воспринимаемую на слух высоту звука, а набор гармонических составляющих — тембр звука.

Сплошной спектр звуковых волн:

Линейчатый спектр звуковых волн


2. Интенсивность звука зависит от амплитуды звукового давления, а также от свойств самой среды и от формы волны.

3. Субъективной характеристикой З., связанной с его интенсивностью, является громкость звука, зависящая от частоты. Наибольшей чувствительностью человеческое ухо обладает в области частот 1—5 кгц. В этой области порог слышимости, т. е. интенсивность самых слабых слышимых звуков, по порядку величины равна 10-12вм/м2, а соответствующее звуковое давление — 10-5н/м2. Верхняя по интенсивности граница области воспринимаемых человеческим ухом З. характеризуется порогом болевого ощущения, слабо зависящим от частоты в слышимом диапазоне и равным примерно 1 вм/м2.

Громкость звука измеряется в децибелах(давлении на единицу площади):
Порог слышимости - 0
Тиканье наручных часов - 10
Шепот - 20
Звук настенных часов - 30
Приглушенный разговор - 40

4. Расстояние между соседними точками волны, колеблющимися в одинаковой фазе называется длиной волны (здесь типа обозначение, лямбда как из халф-лайф).

5. Скорость звука, скорость распространения какой-либо фиксированной фазы звуковой волны. Скорость звука можно вычислить зная длину волны, и частоту по формуле:

examination/physics/question21.txt · Последние изменения: 2014/01/15 08:21 (внешнее изменение)