Страница 126 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Почему звук не распространяется в вакууме? Почему пористые материалы плохо проводят звук?

Почему звук не распространяется в вакууме?

Звук представляет собой механическую волну, то есть упругие колебания, которые распространяются в среде — газе, жидкости или твердом теле. Для передачи звука необходимы частицы вещества, которые, колеблясь, передают эту вибрацию соседним частицам, создавая волну. Источник звука, например, колокол, заставляет сжиматься и разрежаться прилегающие к нему слои воздуха. Эти области сжатия и разрежения распространяются в пространстве, и когда они достигают нашего уха, мы воспринимаем их как звук.

Вакуум — это пространство, практически полностью лишенное вещества. В нем отсутствуют или содержатся в ничтожно малом количестве атомы и молекулы. Поскольку в вакууме нет частиц, которые могли бы передавать колебания от источника к приемнику, звуковой волне просто не в чем распространяться. Нет среды — нет и звука. Именно поэтому в космосе, который является почти идеальным вакуумом, царит абсолютная тишина.

Ответ: Звук не распространяется в вакууме, потому что для его распространения необходима упругая среда (частицы вещества), которая будет передавать колебания, а в вакууме такой среды нет.

Почему пористые материалы плохо проводят звук?

Пористые материалы, такие как поролон, минеральная вата, пробка или акустический пенопласт, имеют структуру, состоящую из множества мелких, соединенных между собой пор и каналов, заполненных воздухом. Эта особенность строения делает их плохими проводниками звука и, следовательно, хорошими звукопоглощающими материалами. Это происходит по нескольким причинам:

1. Рассеивание звуковой волны. Когда звуковая волна попадает в сложную, извилистую структуру пор, она многократно отражается от их стенок. В результате этого хаотичного отражения и рассеивания волна теряет свою направленность и энергию.

2. Преобразование звуковой энергии в тепловую. Внутри узких пор и каналов колеблющиеся частицы воздуха (звуковая волна) трутся о стенки материала. Это трение, а также вязкие потери в самом воздухе, приводят к тому, что механическая энергия звуковых колебаний преобразуется в тепловую энергию. Звук как бы "увязает" в материале, а его энергия поглощается и рассеивается в виде тепла.

3. Затухание колебаний в каркасе материала. Звуковая волна заставляет колебаться и сам "скелет" пористого материала. Однако из-за внутреннего трения в волокнах или гранулах материала эти колебания быстро затухают, также превращаясь в тепло.

Таким образом, пористые материалы не столько проводят звук, сколько эффективно его поглощают, превращая звуковую энергию в тепло.

Ответ: Пористые материалы плохо проводят звук, так как их структура с множеством пор заставляет звуковую волну рассеиваться и поглощаться, преобразуя ее энергию в тепло за счет трения и вязких потерь.