Номер 583, страница 87 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Механические волны. Звук. Механические колебания и волны. Звук - номер 583, страница 87.

583. В сосуд, из которого был откачан воздух, поместили колокол. Специальный часовой механизм автоматически заставлял колокол звонить. По мере увеличения разрежения воздуха в сосуде звучание колокола ослабевало и наконец становилось практически неслышным. Объясните результат этого эксперимента, проведённого О. Герике.

Решение

Этот классический эксперимент, проведенный Отто фон Герике, демонстрирует fundamental'ное свойство звука: для его распространения необходима среда.

Звук — это механическая волна, которая представляет собой распространяющиеся в пространстве колебания частиц упругой среды (газа, жидкости или твердого тела). Когда колокол звонит, его стенки вибрируют. В обычной атмосфере эти вибрации передаются молекулам воздуха, находящимся в контакте с колоколом. Молекулы воздуха начинают колебаться, передавая колебания соседним молекулам. Этот процесс распространяется во все стороны от источника, создавая звуковую волну. Когда эта волна достигает нашего уха, мы слышим звук.

В описанном эксперименте из сосуда, где находится колокол, откачивают воздух. По мере уменьшения количества воздуха (увеличения разрежения) среда, через которую должен распространяться звук, становится менее плотной. Остается все меньше и меньше молекул, способных передавать колебания от колокола. Из-за этого интенсивность звуковой волны, доходящей до стенок сосуда и, соответственно, до наблюдателя, падает, и звук становится тише.

Когда в сосуде создается глубокий вакуум (состояние, близкое к полному отсутствию вещества), среда для передачи механических колебаний практически исчезает. Несмотря на то, что сам колокол продолжает вибрировать, эти вибрации не могут распространяться дальше, так как в вакууме нет частиц, которые могли бы их передать. В результате звук перестает быть слышимым.

Ответ: Результат эксперимента объясняется тем, что звук представляет собой механическую волну, для распространения которой необходима упругая среда (в данном случае — воздух). По мере откачивания воздуха из сосуда среда для передачи звуковых колебаний становится все более разреженной, из-за чего звук ослабевает. В вакууме, где практически нет вещества, звук распространяться не может, поэтому звучание колокола становится неслышным.