Номер 1, страница 188 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Ответь на вопросы. § 39. Отражение звука. Звуковой резонанс. Глава 2. Механические колебания и волны. Звук - номер 1, страница 188.

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 какого-либо препятствия и её возвращении к наблюдателю. Чтобы человек мог услышать эхо как отдельный звук, а не просто как продление исходного, между произнесением звука и восприятием его отражения должен пройти определённый промежуток времени.

Человеческое ухо способно различить два звука, если временной интервал между ними составляет не менее 0,1 секунды. Это связано с инерционностью слухового восприятия. Зная скорость звука в воздухе, которая при нормальных условиях составляет примерно $v \approx 340$ м/с, можно рассчитать минимальное расстояние до препятствия, необходимое для возникновения отчётливого эха.

За время $t = 0.1$ с звук должен пройти путь от источника до препятствия и обратно. Этот путь равен $S = v \cdot t$. Расстояние до препятствия $L$ будет в два раза меньше этого пути:$L = \frac{S}{2} = \frac{v \cdot t}{2}$

Подставив значения, получим:$L = \frac{340 \, \text{м/с} \cdot 0.1 \, \text{с}}{2} = 17 \, \text{м}$

Таким образом, для возникновения различимого эха необходимо, чтобы отражающая поверхность находилась на расстоянии не менее 17 метров от источника звука.

Ответ: Причина образования эха — отражение звуковых волн от удалённого препятствия. Эхо возникает, когда отражённый звук возвращается к слушателю с достаточной задержкой (не менее 0,1 с), чтобы быть воспринятым отдельно от первоначального звука.

Почему эхо не возникает в маленькой, заполненной мебелью комнате?

В маленькой, заполненной мебелью комнате эхо не возникает по двум основным причинам: недостаточный размер помещения и поглощение звука предметами.

1. Недостаточный размер комнаты. Как было рассчитано выше, для возникновения отчётливого эха расстояние до препятствия должно быть не менее 17 метров. В обычной маленькой комнате стены находятся гораздо ближе. Звуковые волны отражаются от стен и возвращаются к слушателю настолько быстро (время задержки значительно меньше 0,1 с), что человеческое ухо не может отделить отражённый звук от исходного. Вместо эха возникает явление реверберации — многократные, быстро затухающие отражения сливаются с первоначальным звуком, делая его более гулким и продолжительным, но не создавая отдельного повтора.

2. Поглощение звука мебелью. Мебель, особенно мягкая (диваны, кресла), а также ковры, шторы и другие предметы с мягкими, пористыми поверхностями, являются хорошими звукопоглотителями. Когда звуковая волна достигает такой поверхности, значительная часть её энергии не отражается, а поглощается, превращаясь в тепловую энергию. Отражённая волна оказывается очень слабой. В комнате, заполненной мебелью, происходит множество отражений, но на каждом из них звук теряет энергию. В результате звуковые волны быстро затухают и не могут сформировать слышимое эхо.

Ответ: В маленькой комнате расстояние до стен слишком мало, и отражённый звук возвращается так быстро, что не воспринимается как отдельный. Мебель и другие предметы, особенно с мягкими поверхностями, поглощают звуковые волны, ослабляя их и препятствуя образованию чёткого отражения.