Номер 2, страница 14, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 7. Звук. Параграф 64. Отражение звука. Эхо. Вопросы и задания - номер 2, страница 14.

Условие.

2. Как возникает эхо?

Решение.

Эхо — это физическое явление, которое заключается в том, что звуковая волна, отразившись от какого-либо препятствия, возвращается к источнику звука или наблюдателю спустя некоторое время после испускания исходного сигнала.

Решение
Процесс возникновения эха можно описать следующими этапами:
1. Источник (например, голос человека, хлопок) создает звуковые волны, которые распространяются в среде (чаще всего в воздухе) во все стороны.
2. На своем пути звуковые волны встречают препятствие (например, стену здания, скалу, лес).
3. Часть энергии звуковой волны поглощается препятствием, часть проходит сквозь него, а оставшаяся часть отражается и начинает распространяться в обратном направлении.
4. Отраженная звуковая волна достигает уха наблюдателя.

Для того чтобы человеческое ухо смогло различить прямой звук и его отражение как два отдельных сигнала (то есть услышать эхо), между ними должен быть определенный временной интервал. Этот интервал связан с инерционностью слухового восприятия и составляет примерно $0,1$ секунды. Если отраженный звук приходит раньше, он сливается с исходным, создавая эффект реверберации (гулкости).

Зная скорость звука в воздухе (приблизительно $v \approx 340$ м/с) и минимальное время задержки ($t \approx 0,1$ с), можно рассчитать минимальное расстояние до препятствия, необходимое для возникновения четкого эха. За время $\text{t}$ звук должен пройти путь от источника до препятствия и обратно. Если расстояние до препятствия равно $\text{L}$, то общий путь звука составит $S = 2L$. Используя формулу пути $S = v \cdot t$, получаем:
$2L = v \cdot t$
Отсюда минимальное расстояние до препятствия:
$L = \frac{v \cdot t}{2} = \frac{340 \, \text{м/с} \cdot 0,1 \, \text{с}}{2} = \frac{34 \, \text{м}}{2} = 17 \, \text{м}$
Таким образом, для возникновения эха расстояние до отражающей поверхности должно быть не менее 17 метров.

Эффект эха сильнее проявляется при отражении от больших, гладких и твердых поверхностей (скалы, стены, водная гладь) и слабее — от мягких, пористых и неровных поверхностей (снег, ткань, листва), так как они хорошо поглощают звук.

Ответ: Эхо возникает в результате отражения звуковой волны от удаленного препятствия и ее возвращения к наблюдателю с задержкой, достаточной для того, чтобы ухо восприняло отраженный звук как отдельный от исходного.