Номер 2, страница 153 - гдз по физике 7 класс учебник Пурышева, Важеевская

✓ Что вы знаете об эхо?

Что вы знаете об эхо?

Эхо — это физическое явление, представляющее собой звуковую волну, отражённую от какого-либо препятствия и воспринятую наблюдателем. Если отражённый звук приходит с достаточной задержкой, человеческое ухо воспринимает его как отдельный, повторный звук.

Принцип возникновения:

1. Источник издаёт звук, который распространяется в среде (например, в воздухе).

2. Звуковая волна достигает препятствия (скала, стена здания, лес) и отражается от него. Качество отражения зависит от поверхности: твёрдые и гладкие поверхности (камень, бетон) отражают звук хорошо, в то время как мягкие и пористые (снег, ткань) поглощают его.

3. Отражённая волна возвращается к наблюдателю.

Условия восприятия эха:

Главное условие для того, чтобы человек мог услышать чёткое эхо — это достаточная временная задержка между прямым и отражённым звуком. Слуховая система человека способна различить два звука, если интервал между ними составляет не менее $0.1$ секунды.

Зная это, можно рассчитать минимальное расстояние до препятствия. Скорость звука в воздухе при нормальных условиях составляет примерно $v \approx 343 \, \text{м/с}$. За время задержки $t = 0.1 \, \text{с}$ звук должен пройти расстояние до препятствия $L$ и обратно, то есть общий путь $S = 2L$.

Используя формулу $S = v \cdot t$, находим минимальное расстояние:

$2L = v \cdot t$

$L = \frac{v \cdot t}{2} = \frac{343 \, \text{м/с} \cdot 0.1 \, \text{с}}{2} \approx 17.2 \, \text{м}$

Таким образом, для возникновения отчётливого эха препятствие должно находиться на расстоянии не менее 17 метров. Если расстояние меньше, отражённый звук сливается с исходным, продлевая и усиливая его. Это явление называется реверберацией.

Применение эха:

Явление эха нашло широкое применение в природе и технологиях:

Эхолокация: Многие животные (летучие мыши, дельфины, киты) используют эхо для навигации и охоты. Они испускают высокочастотные звуки и по характеру вернувшегося эха определяют положение, размер и скорость объектов.

Сонар (гидролокация): Техническое применение эхолокации для исследования подводного пространства. С помощью сонаров (эхолотов) измеряют глубины, составляют карты морского дна, находят косяки рыб и другие подводные объекты.

Ультразвуковое исследование (УЗИ): В медицине эхо-сигналы, отражённые от внутренних органов и тканей, используются для создания их визуального изображения.

Сейсморазведка: В геологии, анализируя отражение искусственно созданных сейсмических волн от различных слоёв земной коры, определяют структуру недр и ведут поиск полезных ископаемых.

Ответ: Эхо — это отражённый звук, который воспринимается отдельно от исходного. Оно возникает, когда звуковая волна отражается от удалённого (не менее 17 м) твёрдого препятствия. Явление эха используется животными для эхолокации, а также в технологиях, таких как сонар, УЗИ и сейсморазведка.