Гучність звуку. Висота й тембр звуку

Гучність звуку визначається амплітудою коливань тіла, що звучить

Звичайно, чим більше амплітуда звукових коливань, тим звук здається більш голосним, але гучність для звуків різних частот буде різною.

Якщо гумовим молоточком ударити по «ніжках» камертона, то він буде видавати звук, що називається музичним тоном. Висота звуку визначається частотою звукової хвилі: чим більше частота хвилі, тим звук вищий.

Коливання повітря (і голосових звязок людини) є досить складними, оскільки складаються ніби з декількох коливань, що накладаються одне на одне.

Несинусоїдальне коливання може бути представлене у вигляді суми гармонічних коливань із різними частотами. Коливання з найменшою частотою називається основним тоном, а коливання з більш високою частотою називається обертоном, або гармонікою. Тембр звуку визначає його забарвлення. Він визначається наявністю й інтенсивністю обертонів частот, кратних основній.

Луна результат відбиття звуку: звукові хвилі відбиваються від різних перешкод, навіть від хмар. Відбиття звуку відбувається за таким самим законом, що й відбиття світла: кут відбиття дорівнює куту падіння.

Звук, що сприймається або чується вухом людини, має частоти в діапазоні 20– Гц Звукові хвилі з нижчими частотами називають інфразвуком. Інфразвук викликають, наприклад, землетруси й вібрація важких механізмів, автомобілів, тракторів і побутових приладів.

Звукові хвилі з вищими частотами називають ультразвуком. За допомогою ультразвуку «просвічують» металеві вироби для виявлення в них прихованих дефектів сторонніх включень, тріщин або порожнин. Знаючи швидкість звуку у воді, можна визначити відстань до дна. Прилад для вимірювання глибини дна називають ехолотом.

Ультразвук широко використовують й у медицині як для обстеження хворого, так і для його лікування.

Питання 1. Чому після того, як ми вдаримо по камертону, чутний звук? 2. З якою фізичною величиною повязана гучність звуку? 3. Яка фізична величина визначає висоту звуку? 4. Чим визначається відмінність тембру звуків? 5. Які явища свідчать про відбиття звуків?

Лабораторна робота 4 «Вивчення характеристик звуку» 1. Туго натягніть нитку: один її кінець привяжіть, а інший тримайте в руці. Смикніть нитку ви почуєте звук, начебто від натягнутої струни. Джерелом цього звуку є коливна нитка. 2. Переконайтеся в тому, що зі збільшенням амплітуди коливань нитки звук голоснішає. 3. Зменште довжину нитки. Ви помітите, що звук став вище. У випадку зменшення довжини нитки (за тієї самої сили натягу) збільшується частота коливань нитки.

Поміркуй 1. Чому звуки з однаковою амплітудою, але з різними частотами людина сприймає як звуки різної гучності? 2. Якщо блискавка вдарила неподалік від вас, чутний різкий однократний удар грому, а якщо блискавка була далеко, чутно тривалий гуркіт грому. Чому? 3. На чому заснована дія рупора?

Завдання для самостійної роботи Початковий рівень 1. Підвішений на нитці вантаж здійснює малі коливання. Уважаючи коливання незатухаючими, виберіть правильне твердження. А Період коливань залежить від маси вантажу. Б Чим довша нитка, тим менше період коливань. В Вантаж здійснює періодичні коливання. 2. Виберіть правильне твердження. Які з названих властивостей характеризують поперечні хвилі? А Поперечні хвилі являють собою стиски, що чергуються, і розрідження. Б Частинки середовища зміщуються перпендикулярно до напрямку поширення хвилі. В Ці хвилі можуть поширюватися тільки в газах.

Середній рівень 1. Вантаж, що коливається на пружині, за 8 с зробив 32 коливання. Знайдіть період і частоту коливань. 2. Відстань до перешкоди, що відбиває звук, дорівнює 68 м. Через який час людина почує луну? Швидкість звуку вважайте рівною 340 м/с. Достатній рівень 1. а) Як зміниться період коливань математичного маятника, якщо перенести його взимку в неопалюване приміщення? б) Писк комара звук більш високого тону, ніж гудіння джмеля. Яка із цих комах частіше змахує крильцями? 2. а) Від яких величин залежить період коливань тіла на пружині? Як зміниться період коливань, якщо збільшити масу тіла? Замінити пружину? б) При польоті багато комах видають звук. Під час польоту птахів звуку не чутно. Чому?

Високий рівень 1. а) Як зміниться період коливань пружинного маятника, якщо амплітуду коливань збільшити у два рази? б) Поясніть походження звуків, що видаються живими істотами, зображеними на малюнку (квакання, дзижчання, скрекотіння). 2. а) Який фізичний зміст закладений у корейському прислівї: «Коли бють по стіні, і стеля тремтить»? Поясніть свою відповідь. б) Чому шум, створюваний поїздом, що рухається, стає особливо оглушливим, коли поїзд вїжджає в тунель?