Номер 6.7, страница 131 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Колебания и волны. Глава 6. Волны. Механические волны - номер 6.7, страница 131.

Условие.

6.7. Одинаковы ли длины звуковых волн в одной и той же среде:

a) у тихого и громкого звуков;

б) у звуков низкого и высокого тонов?

Решение.

а) у тихого и громкого звуков;

Решение

Длина звуковой волны $ \lambda $ связана со скоростью распространения звука в среде $ v $ и частотой колебаний $ \nu $ формулой $ \lambda = v / \nu $. Скорость звука $ v $ в одной и той же среде является величиной постоянной. Громкость звука определяется амплитудой колебаний, а не частотой или длиной волны. Если мы сравниваем тихий и громкий звук одного и того же тона (например, одну и ту же музыкальную ноту), то их частоты $ \nu $ будут одинаковы. Поскольку и скорость $ v $, и частота $ \nu $ одинаковы, то и длины волн у этих звуков также будут одинаковыми.

Ответ: Да, длины волн у тихого и громкого звуков одинаковы, при условии, что эти звуки имеют одинаковую частоту (тон).

б) у звуков низкого и высокого тонов?

Решение

Высота тона звука напрямую зависит от его частоты $ \nu $. Звук высокого тона имеет большую частоту ($ \nu_{высокий} $), а звук низкого тона — меньшую частоту ($ \nu_{низкий} $). Длина волны $ \lambda $, согласно формуле $ \lambda = v / \nu $, обратно пропорциональна частоте. Так как скорость звука $ v $ в среде постоянна, то звуку с большей частотой (высокий тон) будет соответствовать меньшая длина волны, а звуку с меньшей частотой (низкий тон) — большая длина волны. Следовательно, длины волн у них будут разными ($ \lambda_{высокий} \neq \lambda_{низкий} $).

Ответ: Нет, длины звуковых волн у звуков низкого и высокого тонов не одинаковы. У звука высокого тона (большая частота) длина волны короче, чем у звука низкого тона (меньшая частота).