Номер 3.20, страница 17 - гдз по физике 9 класс задачник Артеменков, Ломаченков

III. Звук - номер 3.20, страница 17.

Условие.

3.20 Связана ли высота звука с периодом, частотой, скоростью распространения звуковых колебаний? Ответ поясните.

Решение.

Высота звука — это его субъективная характеристика, которая определяется в первую очередь частотой звуковых колебаний. Рассмотрим связь высоты звука с каждой из перечисленных физических величин.

Связь с частотой
Высота звука напрямую зависит от частоты ($ \nu $) звуковых колебаний. Частота — это количество колебаний в единицу времени. Чем выше частота колебаний источника звука, тем более высоким мы воспринимаем звук. Наоборот, чем ниже частота, тем звук кажется нам ниже. Например, писк комара имеет высокую частоту, а гул большого барабана — низкую. Таким образом, между высотой звука и частотой существует прямая зависимость.

Связь с периодом
Период колебаний ($ T $) — это время, за которое совершается одно полное колебание. Период и частота — взаимно обратные величины: $ T = 1 / \nu $. Поскольку высота звука прямо пропорциональна частоте, она будет обратно пропорциональна периоду. Это означает, что высокому звуку (с большой частотой) соответствует малый период колебаний, а низкому звуку (с малой частотой) — большой период.

Связь со скоростью распространения
Высота звука не зависит от скорости его распространения. Скорость распространения звука ($ v $) определяется свойствами среды, в которой он распространяется (ее плотностью, температурой, упругостью), а не характеристиками самой звуковой волны. Частота звука, которая и определяет его высоту, задается источником звука и остается постоянной при переходе волны из одной среды в другую. При этом изменяется длина волны ($ \lambda $) согласно соотношению $ v = \lambda \cdot \nu $. Таким образом, один и тот же звук (например, нота "ля" первой октавы с частотой 440 Гц) будет иметь одинаковую высоту как в воздухе, так и в воде, хотя скорости распространения звука в этих средах будут сильно различаться.

Ответ: Высота звука напрямую связана с частотой и обратно — с периодом звуковых колебаний. Высота звука не связана со скоростью его распространения, так как скорость зависит от свойств среды, а частота (и, следовательно, высота) — от источника звука.