Номер 1, страница 179 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Обсуди с товарищами. § 37. Высота, тембр и громкость звука. Глава 2. Механические колебания и волны. Звук - номер 1, страница 179.

1. Как на опыте удостовериться в том, что из двух камертонов более высокий звук издаёт тот, у которого больше собственная частота? (Частоты на камертонах не указаны.)

Чтобы на опыте удостовериться, что высота звука зависит от частоты колебаний, необходимо провести эксперимент, в котором можно независимо сравнить как высоту звука двух камертонов, так и их частоты.

Высота звука — это субъективная характеристика, которую мы воспринимаем на слух. Сравнить высоту звука двух камертонов очень просто: нужно поочередно ударить по ним специальным молоточком и послушать. Наш слух легко определит, какой из звуков «выше», а какой «ниже».

Сложнее сравнить частоты, не имея специальных приборов (например, осциллографа). Для этого можно использовать метод визуализации колебаний. Один из классических способов — запись колебаний на закопченной поверхности.

Порядок проведения опыта:

1. Подготовка к визуализации частот. Возьмем стеклянную пластину и равномерно покроем ее тонким слоем сажи (копоти), подержав над пламенем свечи. К одной из ножек первого камертона прикрепим острую иглу или другой заостренный предмет.
2. Запись колебаний первого камертона. Ударим по камертону, чтобы он зазвучал, и сразу же легким движением проведем кончиком иглы по закопченной пластине. Важно стараться двигать камертон с постоянной скоростью. Игла счистит сажу, оставив на пластине видимый след в виде волнистой линии (синусоиды). Эта линия — график колебаний ножки камертона во времени.
3. Запись колебаний второго камертона. Повторим ту же процедуру со вторым камертоном, используя ту же иглу. Критически важно провести иглой по пластине с той же скоростью, что и в первый раз, чтобы сравнение было корректным.
4. Сравнение частот. Теперь сравним две полученные волнообразные записи. Частота — это количество колебаний за единицу времени, $f = N/t$. Поскольку мы двигали камертоны с одинаковой скоростью, на одинаковом отрезке длины записи будет отображено одинаковое время колебаний. Тот камертон, у которого частота выше, совершит за это время больше колебаний. Следовательно, его след на пластине будет выглядеть более «густым», с более частыми волнами. Таким образом, мы можем определить, у какого камертона частота больше.
5. Сопоставление результатов. Сравнив записи (визуальное сравнение частот) и прослушав звучание камертонов (сравнение высоты тона на слух), мы убедимся, что камертон, который оставил на пластине более частые волны (т. е. имеет бо́льшую собственную частоту), издает звук, воспринимаемый на слух как более высокий.

Таким образом, данный опыт наглядно демонстрирует прямую зависимость между высотой звука и частотой его источника.

Ответ: Необходимо провести опыт по визуализации колебаний. Для этого нужно поочередно каждым из звучащих камертонов прочертить линию на закопченной стеклянной пластине, двигая их с одинаковой скоростью. Камертон с большей частотой оставит след с более частыми волнами. Затем, прослушав оба камертона, можно убедиться, что именно этот камертон и издает более высокий звук.