Номер 1, страница 164 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

1. Какова причина образования эха? Почему эхо не возникает в маленькой, заполненной мебелью комнате? Ответы обоснуйте.

Какова причина образования эха?

Эхо — это физическое явление, которое заключается в отражении звуковой волны от препятствия и её возвращении к наблюдателю. Когда источник издаёт звук, звуковые волны распространяются во все стороны. Встретив на своём пути препятствие (например, стену здания, гору, лес), волны отражаются от него и могут вернуться к источнику звука или другому наблюдателю.

Человеческое ухо способно воспринимать два звука как раздельные, если промежуток времени между их приходом составляет не менее 0,1 секунды. Это связано с инерционностью слухового восприятия. Зная скорость звука в воздухе (приблизительно $v \approx 340$ м/с), можно рассчитать минимальное расстояние до препятствия, необходимое для возникновения отчётливого эха. За время $\Delta t = 0.1$ с звук должен пройти путь до препятствия и обратно. Этот путь равен $S = v \cdot \Delta t$. Расстояние до препятствия $L$ будет в два раза меньше: $L = \frac{S}{2} = \frac{v \cdot \Delta t}{2} = \frac{340 \text{ м/с} \cdot 0.1 \text{ с}}{2} = 17 \text{ м}$. Таким образом, для того чтобы услышать эхо, необходимо, чтобы отражающая поверхность находилась на расстоянии не менее 17 метров.

Ответ: Причиной образования эха является отражение звуковых волн от удалённого препятствия. Эхо воспринимается как отдельный звук, если отражённая волна приходит к наблюдателю со значительной задержкой (не менее 0,1 с) после прямого звука, что возможно при достаточно большом расстоянии до препятствия.

Почему эхо не возникает в маленькой, заполненной мебелью комнате?

В маленькой, заполненной мебелью комнате эхо не возникает по двум основным причинам.

Во-первых, из-за малого размера помещения. Как было показано выше, для возникновения отчётливого эха необходимо, чтобы расстояние до отражающей поверхности было не менее 17 метров. В маленькой комнате стены находятся гораздо ближе. Из-за этого время, за которое отражённые волны достигают уха, очень мало, и они накладываются на основной звук. Ухо не может их разделить, и вместо эха возникает явление реверберации — постепенного затухания звука из-за многократных отражений.

Во-вторых, из-за наличия мебели и других предметов. Мебель (особенно мягкая), ковры и шторы имеют пористую структуру и хорошо поглощают звуковые волны, превращая их энергию в тепло. Это значительно снижает интенсивность отражённого звука. Кроме того, предметы сложной формы рассеивают звук в разных направлениях, а не отражают его обратно к источнику, что также способствует его быстрому затуханию.

Ответ: В маленькой комнате эхо не возникает, потому что расстояние до стен слишком мало, и отражённые звуки возвращаются так быстро, что сливаются с основным звуком (реверберация). Наличие мебели, особенно мягкой, приводит к сильному поглощению и рассеиванию звуковых волн, из-за чего интенсивность отражённого звука недостаточна для восприятия его как эха.