Номер 9, 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 9, страница 189.

Условие.

9. Расскажите, чем определяются высота и громкость звука. Опишите опыты, иллюстрирующие ваш рассказ.

Решение.

Высота и громкость — это основные характеристики звука, которые человек воспринимает на слух. Они определяются различными физическими параметрами звуковой волны.

Высота звука

Высота звука напрямую зависит от частоты колебаний источника звука и, соответственно, частоты звуковой волны. Частота ($\text{ν}$) — это физическая величина, показывающая число полных колебаний, совершаемых за одну секунду. Единица измерения частоты — герц (Гц). Чем больше частота колебаний, тем более высоким воспринимается звук. Чем меньше частота, тем звук ниже.

Опыт, иллюстрирующий зависимость высоты звука от частоты:

Для демонстрации этой зависимости можно использовать обычную металлическую или пластиковую линейку. Нужно прижать один конец линейки к краю стола, оставив другой конец свободным. Если отклонить и отпустить свободный конец, он начнет колебаться и издавать звук.

1. Установим большую длину колеблющейся части линейки. При ее колебаниях мы услышим низкий звук (гул), так как длинный конец колеблется медленно, с малой частотой.

2. Теперь уменьшим длину выступающей части линейки и снова приведем ее в колебание. Мы увидим, что линейка колеблется заметно чаще, и звук, который мы слышим, станет значительно выше.

Этот опыт наглядно показывает, что с увеличением частоты колебаний высота издаваемого звука повышается.

Ответ: Высота звука определяется частотой звуковой волны. Чем выше частота колебаний, тем выше звук, и наоборот.

Громкость звука

Громкость звука зависит от амплитуды колебаний в звуковой волне. Амплитуда — это максимальное смещение колеблющегося тела или частиц среды от положения равновесия. Чем больше амплитуда колебаний, тем большую энергию несет волна, и тем более громким мы воспринимаем звук.

Опыт, иллюстрирующий зависимость громкости звука от амплитуды:

Вернемся к опыту с линейкой на краю стола. Зафиксируем длину ее выступающей части, чтобы частота колебаний (а значит, и высота звука) оставалась постоянной.

1. Слегка отклоним конец линейки и отпустим. Мы увидим, что она колеблется с малой амплитудой, и услышим тихий звук.

2. Теперь отклоним конец линейки от положения равновесия на значительно большее расстояние и отпустим. Амплитуда колебаний станет заметно больше, и звук будет гораздо громче. При этом его высота не изменится.

Другой классический опыт проводится с камертоном и легким шариком, подвешенным на нити. Если несильно ударить по камертону, он издаст тихий звук, и при поднесении к шарику будет лишь слегка его отталкивать. Если же ударить по камертону сильнее, звук станет громче, а шарик при контакте с ножкой камертона отскочит на гораздо большее расстояние. Это демонстрирует, что более громкому звуку соответствует большая амплитуда колебаний.

Ответ: Громкость звука определяется амплитудой колебаний в звуковой волне. Чем больше амплитуда, тем громче звук.