Номер 6.12, страница 132 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Колебания и волны. Глава 6. Волны. Механические волны - номер 6.12, страница 132.

Условие.

6.12. Что можно сказать о скорости распространения звука с различными частотами в воздухе? На основании каких наблюдений об этом можно судить?

Решение.

Скорость распространения звука в воздухе практически не зависит от его частоты. Это означает, что звуковые волны разной высоты (с разными частотами) распространяются с одинаковой скоростью. В физике явление зависимости скорости волны от ее частоты называется дисперсией. Для звука в воздухе в слышимом диапазоне частот дисперсия пренебрежимо мала. Скорость звука в основном определяется свойствами среды, в которой он распространяется, такими как температура, плотность и упругость.

Этот вывод можно сделать на основе простых жизненных наблюдений. Самый наглядный пример — прослушивание музыки на большом расстоянии, например, в концертном зале или на стадионе. Оркестр состоит из множества инструментов, издающих звуки в широком диапазоне частот — от низких басов до высоких скрипичных нот. Если бы скорость звука зависела от частоты, то звуки разной высоты, сыгранные одновременно, достигали бы ушей слушателя в разное время. Например, высокие ноты могли бы приходить раньше низких, или наоборот. Это привело бы к полному искажению музыки: мелодия и гармония были бы разрушены, а ритм сбился. Однако мы слышим музыку на расстоянии без подобных искажений, все звуки доходят до нас согласованно. То же самое можно сказать и о человеческой речи: на расстоянии мы слышим голос неискаженным, что подтверждает, что все составляющие его частоты распространяются с одинаковой скоростью.

Ответ:

Скорость распространения звука в воздухе не зависит от его частоты. Об этом можно судить на основании наблюдения, что при прослушивании музыки или речи на расстоянии мы не замечаем искажений. Звуки разных частот (высокие и низкие ноты), изданные одновременно, доходят до нас также одновременно, что было бы невозможно, если бы их скорости были различны.