ЗВУК

Як звук сягає наших вух? Чому в закритому приміщенні звуки здаються гучнішими, але дещо деформованими? Звук це не більш ніж явище, яке має свій початок у коливальному русі, утворюваному внаслідок удару або тертя. Тобто це одна з форм, якої набуває енергія в разі переміщення у пружному середовищі (повітрі, дереві, залізі, воді тощо). Унаслідок коливання еластичного джгута виникає звук.

ПРИРОДА ЗВУКУ Немає сумнівів щодо хвильової природи звуку. Але про які саме хвилі йдеться? Не про поперечні, оскільки такі хвилі поширюються за умови існування сили зчеплення між частинками, а звук поширюється й у газах, де такі сили відсутні. Тож очевидно, що йдеться про поздовжній коливальний рух: частинки передають збурення під час зіткнень. Тому коливання й поширення хвилі відбуваються в одному напрямку.

ДЕ ПОШИРЮЄТЬСЯ ЗВУК? Звук, краще чи гірше, поширюється в усіх середовищах незалежно від їхнього фізичного стану. Він не може поширюватись у вакуумі й дуже погано переміщується у твердих пористих середовищах. Тому щоб ізолювати помешкання від зовнішніх звуків, треба обкласти його з внутрішнього боку (або заповнити простінки) пористими матеріалами (тирса, корок або пористий пластик).

У старому вестерні індіанець притискає вухо до залізничної рейки. Навіщо він це робить? Річ у тому, що у твердих середовищах звук передається майже миттєво, в рідинах повільніше і ще більш повільно в газах.

Метали дуже гарні провідники звуку: звук передається майже миттєво, в рідинах повільніше і ще більш повільно в газах.

ВЛАСТИВОСТІ ЗВУКУ Відбиття. Наштовхнувшись на якусь поверхню, звук відбивається й змінює напрямок. Одним із виявів цього явища є луна. Явище, коли в обмеженому просторі водночас чутно кілька відбивань одного й того самого звуку (луна), називають реверберацією. Луна виникає в разі наштовхування голосу на значну перешкоду

Заломлення. Звук переміщується в однорідному середовищі рівномірно прямолінійно. На межі поділу двох середовищ із різною швидкістю поширення звукових хвиль звук частково відхиляється. Уночі наближені до ґрунту шари повітря прохолодніші за верхні, тому звук, який підіймається до неба, знову відбивається до ґрунту. Тому вночі звуки чутно краще, ніж удень.

Дифракція. Перешкода з отвором перетворюється на джерело звуку. Звуки чутно, навіть якщо існує перешкода між джерелом і слухачем. Наприклад ми чуємо гамір на вулиці, хоча вже завернули за ріг. Ми чуємо звуки, навіть коли не бачимо джерела їх утворення. Це вияв хвильових властивостей звуку.

СИЛА ЗВУКУ Якщо в гонг ударити легенько, то атоми металу трохи зрушать із позиції рівноваги й виникне слабкий звук. Якщо завдати більш сильного удару, то відхилення буде значним і звук пролунає гучніше. Величина, яка при цьому змінюється, сила звуку відповідає амплітуді коливального руху.

Вибух бомби супроводжується дуже інтенсивним звуком (потужною звуковою хвилею), який може перенести енергію (руйнівну силу) на великі відстані

ТОН Співаки мають різні голоси: баритон, бас чи тенор. Так, у тенора голос вищий, ніж у баритона, у баса нижчий. Яка з характеристик хвилі зумовлює цю різницю? Тон голосу визначається частотою звуку, тобто кількістю коливань за секунду Вухо людини сприймає звуки з частотою від 20 до герців. Зазвичай у дітей тон голосу вищий за дорослих, а у жінок він вищий, аніж у чоловіків.

ТЕМБР Флейта й акордеон беруть ту саму ноту, проте ми відчуваємо між ними різницю. Музичний інструмент утворює коливання з певною частотою, та насправді воно має цілу низку обертонів. Відносна інтенсивність таких обертонів і визначає тембр звуку. Обертон звук із частотою, кратною основній частоті.