Номер 6, страница 189 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Механика. Глава 4. Механические колебания и волны. Параграф 23. Механические волны. Звук - номер 6, страница 189.

Условие.

6. Расскажите о звуковых волнах.

Решение.

Определение и природа звуковых волн

Звуковые волны — это механические упругие волны, распространяющиеся в какой-либо среде (газообразной, жидкой, твердой) и создающие в ней механические колебания. Как и любые механические волны, звук не может распространяться в вакууме, так как для его передачи необходимы частицы среды, которые будут передавать колебания друг другу. Звуковые волны являются продольными, что означает, что колебания частиц среды происходят вдоль направления распространения волны. Это приводит к образованию чередующихся областей сжатия (повышенного давления и плотности) и разрежения (пониженного давления и плотности), которые распространяются в пространстве.

Источники и восприятие звука

Источником звука может быть любое тело, совершающее колебания с определенной частотой. Например, колеблющаяся струна гитары, мембрана динамика или голосовые связки человека. Эти колебания передаются окружающей среде (чаще всего воздуху), вызывая в ней звуковую волну. Человеческое ухо способно воспринимать звуковые волны в диапазоне частот примерно от 20 Гц до 20 000 Гц (20 кГц). Волны с частотой ниже этого диапазона называются инфразвуком, а с частотой выше — ультразвуком.

Основные характеристики звуковых волн

К основным физическим характеристикам звуковой волны относятся: скорость звука ($\text{v}$), которая зависит от свойств среды (ее плотности, упругости, температуры) и показывает, как быстро волна распространяется; частота ($ \nu $), представляющая собой количество колебаний в секунду (измеряется в Герцах, Гц) и определяющая высоту звука; длина волны ($ \lambda $), то есть расстояние между двумя ближайшими точками, колеблющимися в одной фазе, связанная со скоростью и частотой формулой $ \lambda = v / \nu $; амплитуда колебаний ($\text{A}$), которая является максимальным смещением частиц от положения равновесия и определяет интенсивность (громкость) звука.

Свойства звуковых волн

Звуковым волнам присущи общие волновые свойства. Отражение — это явление, при котором волна, встречая препятствие, отражается от него, что мы воспринимаем как эхо. Преломление — изменение направления распространения волны при переходе из одной среды в другую из-за изменения скорости звука. Дифракция — это способность волн огибать препятствия, благодаря чему мы можем слышать звук, не видя его источника. Интерференция — это наложение нескольких волн, в результате которого в одних точках пространства происходит усиление звука, а в других — ослабление.

Характеристики слухового ощущения

Восприятие звука человеком описывается субъективными характеристиками. Громкость — это субъективная оценка интенсивности звука, зависящая от амплитуды и частоты. Уровень громкости измеряется в децибелах (дБ). Высота тона — это восприятие частоты звука: высокая частота соответствует высокому тону, низкая — низкому. Тембр — это «окраска» звука, которая позволяет отличать звуки одинаковой высоты и громкости, но изданные разными источниками (например, разными музыкальными инструментами). Тембр определяется набором и интенсивностью обертонов (дополнительных частот, кратных основной).

Ответ: Звуковые волны – это продольные механические волны, представляющие собой распространяющиеся в упругой среде (газе, жидкости, твердом теле) колебания. Они возникают благодаря вибрирующим телам и характеризуются скоростью распространения, частотой (определяющей высоту тона), амплитудой (определяющей громкость) и длиной волны. Звук не распространяется в вакууме. Человек слышит звук в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. Звуковым волнам свойственны такие явления, как отражение (эхо), преломление, дифракция и интерференция.