Номер 1, страница 52 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 2. Механические колебания и волны. Звук. Самостоятельные работы. СР-39. Отражение звука. Звуковой резонанс. Вариант 1 - номер 1, страница 52.

Условие.

1. На каком свойстве звуковых волн основано действие рупора?

Решение.

1. Действие рупора основано на нескольких свойствах звуковых волн, главным из которых является отражение звука и, как следствие, концентрация звуковой энергии в заданном направлении.

Когда человек говорит без рупора, звуковые волны распространяются от его рта во все стороны (почти сферически). Из-за этого звуковая энергия быстро рассеивается в пространстве, и громкость звука быстро убывает с расстоянием.

Рупор, имеющий форму конуса или раструба, выполняет следующие функции:

1. Направленность излучения: Внутренние стенки рупора многократно отражают звуковые волны, которые в отсутствие рупора распространялись бы в стороны и назад. Благодаря конической форме, эти отраженные волны направляются вперед, в том же направлении, что и волны, идущие прямо от источника. Это создает узконаправленный звуковой пучок. В результате вся энергия звука, которая раньше рассеивалась по большому объему пространства, концентрируется в узком секторе. Для слушателя, находящегося в этом секторе, звук кажется значительно громче.

2. Согласование акустических сопротивлений (импедансов): Это более тонкий, но важный физический аспект. Существует большое различие между акустическим сопротивлением источника звука (голосовых связок, находящихся в узкой гортани) и акустическим сопротивлением окружающего свободного пространства (воздуха). Этот «несогласованный» переход приводит к тому, что значительная часть звуковой энергии отражается обратно к источнику и не излучается в пространство. Рупор действует как акустический трансформатор: он обеспечивает плавный переход от высокого сопротивления у своего узкого конца (у рта) к низкому сопротивлению у широкого конца (в открытом пространстве). Такое согласование позволяет передать значительно больше звуковой энергии от источника в окружающую среду, что увеличивает общую громкость излучаемого звука.

Таким образом, рупор не создает новую энергию, а более эффективно использует и перераспределяет существующую энергию звуковых колебаний.

Ответ: Действие рупора основано на отражении звуковых волн от его внутренних стенок, что приводит к концентрации звуковой энергии в определённом направлении, а также на согласовании акустических сопротивлений источника звука и окружающей среды, что повышает эффективность излучения звука.