Номер 3.12, страница 17 - гдз по физике 9 класс задачник Артеменков, Ломаченков

III. Звук - номер 3.12, страница 17.

Условие.

3.12 Какие характеристики звуковой волны изменяются при переходе из одной среды в другую: частота звука, скорость распространения звука, длина волны? Ответ поясните.

Решение.

Решение

При переходе звуковой волны из одной среды в другую происходит изменение некоторых ее характеристик, связанных с изменением свойств самой среды. Рассмотрим каждую характеристику отдельно.

Частота звука

Частота ($ \nu $) звуковой волны — это физическая величина, которая определяется источником этой волны. Она показывает, сколько колебаний совершает источник за единицу времени. Когда волна переходит из одной среды в другую, источник звука не меняется. Количество волновых фронтов, пересекающих границу раздела сред в единицу времени, должно быть одинаковым с обеих сторон, иначе на границе происходило бы накопление или исчезновение энергии, что невозможно. Следовательно, частота звуковой волны при переходе из одной среды в другую не изменяется.

Скорость распространения звука

Скорость распространения звука ($ v $) — это характеристика, которая напрямую зависит от свойств среды, в которой распространяется волна. В частности, она зависит от упругости и плотности среды. Разные среды (например, воздух и вода, или вода и сталь) имеют разные упругие свойства и плотность. Поэтому при переходе из одной среды в другую скорость распространения звука изменяется. Как правило, в более плотных и упругих средах скорость звука выше.

Длина волны

Длина волны ($ \lambda $), скорость ее распространения ($ v $) и частота ($ \nu $) связаны фундаментальным соотношением: $ v = \lambda \cdot \nu $. Из этого соотношения можно выразить длину волны: $ \lambda = v / \nu $. Поскольку мы установили, что частота ($ \nu $) остается постоянной, а скорость ($ v $) изменяется при переходе в другую среду, то для сохранения равенства длина волны ($ \lambda $) также должна измениться. Она изменяется прямо пропорционально скорости: если скорость звука увеличивается, то и длина волны увеличивается, и наоборот. Таким образом, длина волны изменяется.

Ответ: При переходе звуковой волны из одной среды в другую изменяются скорость распространения звука и длина волны. Частота звука остается неизменной.