음원. 소리 진동
인간은 소리의 세계에 살고 있습니다. 인간에게 소리는 정보의 원천입니다. 그는 사람들에게 위험에 대해 경고합니다. 음악 형태의 소리, 새소리는 우리에게 즐거움을 선사합니다. 우리는 기분 좋은 목소리로 사람의 말을 듣는 것을 좋아합니다. 소리는 인간뿐만 아니라 동물에게도 중요합니다. 좋은 소리 감지는 동물의 생존에 도움이 됩니다.
소리 – 이는 기체, 액체 및 고체에서 전파되는 기계적 탄성파입니다.
소리가 나는 이유 - 신체의 진동(진동). 이러한 진동은 종종 우리 눈에 보이지 않습니다.
음원
- 육체, 이는 변동합니다. 즉 특정 주파수로 떨리거나 진동함
초당 16~20,000회. 진동체는 예를 들어 끈처럼 단단할 수 있습니다.
또는 지각, 가스, 예를 들어 관악기의 공기 흐름
또는 액체, 예를 들어 물 위의 파도.
용량
음량은 음파의 진동 진폭에 따라 달라집니다. 음량의 단위는 1 Bel(전화를 발명한 Alexander Graham Bell을 기념하여)입니다. 실제로 음량은 데시벨(dB) 단위로 측정됩니다. 1dB = 0.1B.
10dB – 속삭임;
20~30dB
– 주거 지역의 소음 표준;
50dB– 중간 규모의 대화;
80일 비
– 작동 중인 트럭 엔진의 소음
130dB– 통증 역치
180dB보다 큰 소리는 고막 파열을 일으킬 수도 있습니다.
높은 소리새소리와 같은 고주파수로 표시됩니다.
낮은 소리이는 대형 트럭 엔진 소리와 같은 저주파입니다.
음파
음파- 사람이 소리를 경험하게 만드는 탄성파입니다.
음파는 다양한 거리를 이동할 수 있습니다. 10~15km에서는 총소리가 들리고, 2~3km에서는 말과 개가 짖는 소리가 들리고, 불과 몇 미터에서는 속삭이는 소리가 들린다. 이 소리는 공기를 통해 전달됩니다. 그러나 공기만이 소리의 전도체가 될 수 있는 것은 아닙니다.
레일에 귀를 대면 기차가 다가오는 소리를 훨씬 더 일찍, 더 멀리서 들을 수 있습니다. 이는 금속이 공기보다 소리를 더 빠르고 더 잘 전달한다는 것을 의미합니다. 물은 소리도 잘 전달합니다. 물 속으로 다이빙하면 돌이 서로 부딪히는 소리, 서핑하는 동안 자갈이 부딪히는 소리가 선명하게 들립니다.
소리를 잘 전달하는 물의 특성은 전쟁 중 해상 정찰과 해저 깊이 측정에 널리 사용됩니다.
전제조건음파의 전파 – 물질 매체의 존재.진공에서는 진동원으로부터 상호 작용을 전달하는 입자가 없기 때문에 음파가 전파되지 않습니다.
따라서 대기 부족으로 인해 달에는 완전한 침묵이 지배합니다. 운석이 표면에 떨어지는 소리조차 관찰자에게는 들리지 않습니다.
각 매체에서 소리는 서로 다른 속도로 이동합니다.
공기 중 소리의 속도- 약 340m/s.
물 속에서의 소리의 속도- 1500m/초.
금속, 강철의 소리 속도- 5000m/s.
따뜻한 공기에서는 소리의 속도가 차가운 공기보다 빠르며 이로 인해 소리 전파 방향이 변경됩니다.
포크
- 이것 U자형 금속판, 충격을 받은 후 끝부분이 진동할 수 있습니다.
게시됨 소리굽쇠소리가 매우 약해서 가까운 거리에서만 들을 수 있습니다.
공명기- 소리굽쇠를 부착할 수 있는 나무 상자는 소리를 증폭시키는 역할을 합니다.
이 경우 소리굽쇠뿐만 아니라 공진기 표면에서도 소리 방출이 발생합니다.
그러나 공진기의 소리굽쇠 소리 지속 시간은 소리굽쇠가 없을 때보다 짧아집니다.
엑소
장애물에 의해 반사된 큰 소리는 잠시 후에 다시 원래의 소리로 되돌아오며 우리는 듣게 됩니다. 에코.
소리의 속도에 원점에서 복귀까지의 경과 시간을 곱하면 음원에서 장애물까지의 거리를 두 배로 결정할 수 있습니다.
물체까지의 거리를 결정하는 이 방법은 다음과 같은 경우에 사용됩니다. 반향정위.
박쥐와 같은 일부 동물은
또한 반향정위법을 이용하여 소리 반사 현상을 이용합니다.
반향정위는 소리 반사의 특성을 기반으로 합니다.
소리 - 기계적 파동 실행 ~에그리고 에너지를 전달합니다.
그러나 지구상의 모든 사람들이 동시에 대화할 수 있는 힘은 Moskvich 자동차 한 대의 힘보다 높지 않습니다!
초음파.
· 20,000Hz를 초과하는 주파수의 진동을 초음파라고 합니다. 초음파는 과학과 기술 분야에서 널리 사용됩니다.
·초음파가 통과하면 액체가 끓습니다(캐비테이션). 이 경우 워터해머 현상이 발생합니다. 초음파는 금속 표면의 조각을 찢어내고 고체를 분쇄할 수 있습니다. 초음파는 섞이지 않는 액체를 혼합하는 데 사용될 수 있습니다. 이것이 기름 속의 에멀젼이 준비되는 방법입니다. 초음파의 영향으로 지방의 비누화가 발생합니다. 세탁 장치는 이 원리에 따라 설계되었습니다.
널리 사용됨 초음파 수중음향학에서. 고주파 초음파는 물에 매우 약하게 흡수되어 수십 킬로미터에 걸쳐 퍼질 수 있습니다. 경로에서 바닥, 빙산 또는 기타 고체를 만나면 반사되어 엄청난 힘의 메아리를 생성합니다. 초음파 측심기는 이 원리에 따라 설계되었습니다.
금속으로 초음파거의 흡수되지 않고 퍼집니다. 초음파 위치측정법을 이용하면 두꺼운 두께의 부품 내부의 아주 작은 결함도 검출이 가능합니다.
· 초음파의 파쇄 효과는 초음파 납땜 인두 제조에 사용됩니다.
초음파선박에서 전송된 는 가라앉은 물체에서 반사됩니다. 컴퓨터는 에코가 나타나는 시간을 감지하고 물체의 위치를 결정합니다.
· 초음파는 의학 및 생물학에 사용됩니다.반향정위, 종양 및 신체 조직의 일부 결함 식별 및 치료, 다양한 수술 중 연조직 및 뼈 조직 절단, 부러진 뼈 용접, 세포 파괴(고출력 초음파)를 위한 수술 및 외상학.
초저주파음과 그것이 인간에게 미치는 영향.
16Hz 미만의 주파수를 갖는 진동을 초저주파라고 합니다.
자연적으로 초저주파음은 대기 중 공기의 소용돌이 운동이나 다양한 물체의 느린 진동으로 인해 발생합니다. 초저주파는 흡수가 약한 것이 특징입니다. 따라서 장거리로 퍼집니다. 인체는 초저주파 진동에 고통스럽게 반응합니다. 기계적 진동이나 4~8Hz 주파수의 음파로 인한 외부 영향으로 사람은 움직임을 느낍니다. 내부 장기, 12Hz의 주파수에서-배멀미 공격.
· 최고 강도 초저주파 진동저주파 기계적 진동(기계적 기원의 초저주파) 또는 가스 및 액체의 난류(공기역학적 또는 유체역학적 기원의 초저주파)를 수행하는 넓은 표면을 가진 기계와 메커니즘을 만듭니다.
우리 주변에는 많은 사람들이 있습니다. 음원:음악 및 기술 악기, 성대인간, 바다의 파도, 바람 등. 소리, 즉, 음파– 이는 16Hz – 20kHz의 주파수를 갖는 매체의 기계적 진동입니다.(§ 11-a 참조).
경험을 생각해 봅시다. 공기 펌프의 벨 아래 패드에 알람 시계를 놓으면 똑딱거리는 소리가 더 조용해지지만 여전히 들리는 것을 알 수 있습니다. 벨 아래에서 공기를 펌핑하면 소리가 전혀 들리지 않습니다. 이 실험은 소리가 공기를 통해 이동하고 진공 상태에서는 이동하지 않음을 확인합니다.
공기 중 소리의 속도는 상대적으로 빠릅니다. 범위는 -50°С에서 300m/s이고 +50°С에서 360m/s입니다. 이는 여객기의 속도보다 1.5배 빠른 속도이다. 액체에서는 소리가 눈에 띄게 더 빨리 전달됩니다. 고체- 훨씬 더 빨라요. 예를 들어 강철 레일에서 소리의 속도는 » 5000m/s입니다.
"A"와 "O" 소리를 부르는 사람의 입에서의 기압 변동 그래프를 살펴보십시오. 보시다시피, 진동은 여러 개의 진동이 서로 중첩되어 구성되어 복잡합니다. 동시에 눈에 확 띄게 주요 변동,그 주파수는 말하는 소리와 거의 독립적입니다. 남성 목소리의 경우 약 200Hz, 여성 목소리의 경우 300Hz입니다.
l 최대 = 360m/s: 200Hz » 2m, l 최소 = 300m/s: 300Hz » 1m.
따라서 목소리의 소리 파장은 공기 온도와 목소리의 기본 주파수에 따라 달라집니다. 회절에 대한 지식을 떠올려 보면 나무에 가려져도 숲에서 사람의 목소리가 들리는 이유를 이해할 수 있습니다. 파장이 1~2m인 소리는 직경이 1m 미만인 나무 줄기 주변에서 쉽게 구부러집니다.
소리의 근원이 실제로 진동체임을 확인하는 실험을 수행해 보겠습니다.
장비를 가져가자 포크– 더 나은 음파 방사를 위해 전면 벽이 없는 상자에 장착된 금속 새총입니다. 소리굽쇠의 새총 끝부분을 망치로 치면 '깨끗한' 소리가 납니다. 음악적 톤(예를 들어 주파수가 440Hz인 첫 번째 옥타브의 "A" 음표) 소리나는 소리굽쇠를 줄에 달린 가벼운 공 쪽으로 움직이면 소리굽쇠가 즉시 옆으로 튕겨 나옵니다. 이것은 소리굽쇠 새총 끝이 자주 진동하기 때문에 정확하게 발생합니다.
신체의 진동 빈도가 결정되는 이유는 탄력성과 크기 때문입니다.신체 크기가 클수록 주파수는 낮아집니다. 따라서 예를 들어 성대가 큰 코끼리는 저주파 소리(베이스)를 내고 성대가 훨씬 작은 쥐는 고주파 소리(삐걱거리는 소리)를냅니다.
신체가 소리를 내는 방식뿐만 아니라 소리를 포착하고 이에 반응하는 방식도 탄력성과 크기에 따라 달라집니다. 외부 영향의 주파수가 다음과 일치할 때 진동 진폭이 급격히 증가하는 현상 고유 주파수몸이 불린다 공명 (라틴어 "합리적으로"-응답합니다). 공명을 관찰하는 실험을 해보자.
두 개의 동일한 소리굽쇠를 나란히 배치하고 벽이 없는 상자 측면에 서로를 향해 돌립니다. 망치로 왼쪽 소리굽쇠를 쳐보자. 잠시 후에 우리는 그것을 손으로 익사시킬 것입니다. 우리가 치지 못한 두 번째 소리굽쇠 소리가 들립니다. 소리굽쇠가 맞다고 하던데 공명하다,즉, 왼쪽 소리굽쇠에서 음파 에너지를 포착하여 자체 진동의 진폭을 증가시킵니다.
어떤 음원이 있는지 이해하기 전에 소리가 무엇인지 생각해 보세요. 우리는 빛이 방사선이라는 것을 알고 있습니다. 물체에서 반사된 이 방사선은 우리 눈에 도달하여 볼 수 있습니다. 맛과 냄새는 우리 각자의 수용체에 의해 감지되는 신체의 작은 입자입니다. 이 소리는 무슨 동물인가요?
소리는 공기를 통해 전달됩니다.
기타 연주 방법을 본 적이 있을 것입니다. 아마도 당신 스스로 이것을 할 수 있을 것입니다. 또 다른 중요한 점은 기타 현을 튕길 때 기타 현에서 나는 소리입니다. 좋아요. 그러나 진공 속에 기타를 놓고 현을 튕겨보면 기타가 아무런 소리도 내지 않는다는 사실에 매우 놀랄 것입니다.
이러한 실험은 다양한 물체를 대상으로 수행되었으며 결과는 항상 동일했습니다. 공기가 없는 공간에서는 소리가 들리지 않았습니다. 논리적 결론은 소리가 공기를 통해 전달된다는 것입니다. 따라서 소리는 공기 입자와 소리를 생성하는 신체에 발생하는 것입니다.
소리의 근원 - 진동체
다음. 다양한 실험의 결과, 신체의 진동으로 인해 소리가 발생한다는 사실이 밝혀졌습니다. 소리의 근원은 진동하는 신체입니다. 이러한 진동은 공기 분자에 의해 전달되며 우리의 귀는 이러한 진동을 인식하여 우리가 이해할 수 있는 소리의 감각으로 해석합니다.
확인하는 것은 어렵지 않습니다. 유리잔이나 크리스탈 잔을 가져다가 테이블 위에 놓으십시오. 금속숟가락으로 가볍게 두드려주세요. 길고 얇은 소리가 들립니다. 이제 유리잔을 손으로 만지고 다시 두드리세요. 소리가 바뀌고 훨씬 짧아집니다.
이제 여러 사람이 줄기와 함께 유리 주위에 손을 최대한 완전히 감싸고 숟가락으로 칠 수있는 아주 작은 공간을 제외하고는 하나의 여유 공간을 남기지 않도록 노력하십시오. 유리를 다시 치십시오. 어떤 소리도 거의 들리지 않을 것이며, 그 소리는 약하고 매우 짧을 것입니다. 이것은 무엇을 의미합니까?
첫 번째 경우, 충격 후 유리가 자유롭게 진동하고 진동이 공기를 통해 전달되어 귀에 도달했습니다. 두 번째 경우에는 대부분의 진동이 우리 손에 흡수되었고, 몸의 진동이 줄어들면서 소리도 훨씬 짧아졌습니다. 세 번째 경우에는 몸의 거의 모든 진동이 모든 참가자의 손에 즉시 흡수되어 몸이 거의 진동하지 않아 소리가 거의 나지 않았습니다.
당신이 생각하고 수행할 수 있는 다른 모든 실험에도 마찬가지입니다. 공기 분자로 전달되는 신체의 진동은 우리의 귀에 감지되고 뇌에 의해 해석됩니다.
다양한 주파수의 소리 진동
그래서 소리는 진동이다. 음원은 공기를 통해 소리 진동을 우리에게 전달합니다. 그렇다면 왜 우리는 모든 물체의 진동을 모두 듣지 못하는 걸까요? 진동은 다양한 주파수로 발생하기 때문입니다.
인간의 귀에 감지되는 소리는 약 16Hz~20kHz의 주파수를 갖는 소리 진동입니다. 어린이는 성인보다 더 높은 주파수의 소리를 듣게 되며 다양한 생물체에 대한 인식 범위는 일반적으로 매우 다양합니다.
귀는 자연이 우리에게 부여한 매우 얇고 섬세한 도구이므로 인체에는 대체품이나 유사품이 없으므로 잘 관리해야 합니다.
소리는 탄성 매체와 물체의 기계적 진동에 의해 발생하며, 그 주파수는 20Hz~20kHz 범위에 있고 인간의 귀가 인지할 수 있습니다.
따라서 표시된 주파수를 갖는 이러한 기계적 진동을 소리 및 음향이라고 합니다. 가청 범위보다 낮은 주파수의 들리지 않는 기계적 진동을 초저주파라고 하며, 가청 범위보다 높은 주파수를 초음파라고 합니다.
예를 들어 전기 벨과 같은 소리를 내는 본체를 공기 펌프의 벨 아래에 배치하면 공기가 펌핑되면서 소리가 점점 약해지고 마침내 완전히 멈춥니다. 소리가 나는 몸체의 진동 전달은 공기를 통해 발생합니다. 진동하는 동안 소리가 나는 몸체는 몸체 표면에 인접한 공기를 교대로 압축하고 반대로이 층에 진공을 생성한다는 점에 유의하십시오. 따라서 공기 중 소리의 전파는 진동체 표면의 공기 밀도 변동으로 시작됩니다.
음악적 톤. 볼륨과 피치
그 근원이 고조파 진동을 할 때 우리가 듣는 소리를 음악적 음조, 줄여서 음조라고 합니다.
모든 음악적 음색에서 우리는 귀로 음량과 음조라는 두 가지 특성을 구분할 수 있습니다.
가장 간단한 관찰을 통해 특정 음조의 톤이 진동의 진폭에 의해 결정된다는 사실을 확신할 수 있습니다. 소리굽쇠의 소리는 두드리면 점차 약해집니다. 이는 진동 감쇠와 함께 발생합니다. 진폭이 감소합니다. 소리굽쇠를 더 세게 쳐서, 즉 진동에 더 큰 진폭을 부여하면 약한 타격보다 더 큰 소리를 듣게 됩니다. 현과 일반적으로 모든 음원에서 동일한 현상을 관찰할 수 있습니다.
크기가 다른 여러 개의 소리굽쇠를 사용하면 음높이가 높아지는 순서대로 귀에 배열하는 것이 어렵지 않습니다. 따라서 크기가 배열됩니다. 가장 큰 소리굽쇠는 가장 낮은 소리를 내고 가장 작은 소리굽쇠는 가장 높은 소리를냅니다. 따라서 음의 높낮이는 진동수에 따라 결정됩니다. 주파수가 높을수록 진동 주기가 짧을수록 우리가 듣는 소리는 더 높아집니다.
음향 공명
공명 현상은 모든 주파수의 기계적 진동, 특히 소리 진동에서 관찰될 수 있습니다.
두 개의 동일한 소리굽쇠를 나란히 배치하고, 소리굽쇠가 장착된 상자의 구멍이 서로 마주보도록 합시다. 소리굽쇠의 소리를 증폭시키기 때문에 상자가 필요합니다. 이는 소리굽쇠와 상자에 둘러싸인 공기 기둥 사이의 공명으로 인해 발생합니다. 따라서 상자를 공진기 또는 공진 상자라고 합니다.
소리굽쇠 중 하나를 치고 손가락으로 소리를 줄여 보겠습니다. 두 번째 소리굽쇠가 어떻게 들리는지 들어보겠습니다.
두 가지 다른 소리굽쇠를 사용하겠습니다. 다른 음조로 실험을 반복하십시오. 이제 각 소리굽쇠는 더 이상 다른 소리굽쇠의 소리에 반응하지 않습니다.
이 결과를 설명하는 것은 어렵지 않습니다. 하나의 소리굽쇠의 진동은 두 번째 소리굽쇠에 약간의 힘을 가해 공기를 통해 작용하여 강제 진동을 수행합니다. 소리굽쇠 1은 조화진동을 하므로 소리굽쇠 2에 작용하는 힘은 법칙에 따라 변할 것이다. 고조파 진동소리굽쇠의 주파수와 1. 힘의 주파수가 다르다면 강제 진동너무 약해서 우리가 듣지 못할 것입니다.
소음
진동이 주기적일 때 우리는 음악적인 소리(음)를 듣습니다. 예를 들어, 이런 종류의 소리는 피아노 현에서 생성됩니다. 여러 개의 키를 동시에 누르는 경우, 즉 여러 개의 음을 울리면 음악적 소리의 느낌은 그대로 유지되지만 자음(귀에 듣기 좋은) 음과 불협화음(불쾌한) 음의 차이가 분명하게 나타납니다. 마침표가 작은 숫자의 비율로 있는 음표는 자음인 것으로 나타났습니다. 예를 들어, 2:3(5도), 3:4(양자), 4:5(장3도) 등의 주기 비율로 협화음을 얻습니다. 기간이 다음과 같이 연관되어 있는 경우 큰 숫자, 예를 들어 19:23이면 결과는 불협화음입니다. 음악적이지만 불쾌한 소리입니다. 동시에 많은 키를 누르면 진동의 주기성에서 훨씬 더 멀어지게 됩니다. 소리는 이미 소음과 같습니다.
소음은 진동 형태의 강력한 비주기성이 특징입니다. 긴 진동이지만 모양이 매우 복잡하거나(쉿 소리, 삐걱거리는 소리) 개별 방출(클릭, 노크)이 발생합니다. 이러한 관점에서 소음에는 자음으로 표현되는 소리(쉿쉿, 순음 등)도 포함되어야 합니다.
모든 경우에 소음 진동은 서로 다른 주파수를 갖는 수많은 고조파 진동으로 구성됩니다.
따라서 조화 진동의 스펙트럼은 하나의 단일 주파수로 구성됩니다. 주기적인 진동의 경우 스펙트럼은 주 주파수와 그 배수의 주파수 세트로 구성됩니다. 자음에는 여러 개의 주파수 세트로 구성된 스펙트럼이 있으며, 주요 주파수는 작은 정수로 연결됩니다. 불협화음에서 기본 주파수는 더 이상 그렇게 단순한 관계에 있지 않습니다. 스펙트럼에 더 많은 주파수가 있을수록 잡음에 더 가까워집니다. 일반적인 소음에는 매우 많은 주파수가 있는 스펙트럼이 있습니다.
이번 강의에서는 "음파"라는 주제를 다룹니다. 이번 수업에서는 계속해서 음향학을 공부하겠습니다. 먼저 음파의 정의를 반복한 다음 주파수 범위를 고려하고 초음파 및 초저주파의 개념에 대해 알아봅시다. 또한 다양한 매체에서 음파의 특성에 대해 논의하고 음파의 특성이 무엇인지 알아봅니다. .
음파 -이는 청각 기관에 퍼지고 상호 작용하여 사람이 감지하는 기계적 진동입니다(그림 1).
쌀. 1. 음파
이러한 파동을 다루는 물리학 분야를 음향학이라고 합니다. 흔히 '청취자'라고 불리는 사람들의 직업은 음향학자입니다. 음파는 탄성매질에서 전파되는 파동으로 종파이며, 탄성매질에서 전파되면 압축과 방출이 교대로 일어난다. 시간이 지남에 따라 거리에 따라 전송됩니다(그림 2).
쌀. 2. 음파 전파
음파에는 20~20,000Hz의 주파수로 발생하는 진동이 포함됩니다. 이러한 주파수의 경우 해당 파장은 17m(20Hz의 경우) 및 17mm(20,000Hz의 경우)입니다. 이 범위를 가청음이라고 합니다. 이 파장은 공기에 대해 주어지며, 소리의 속도는 .
초저주파 및 초음파 등 음향학자가 다루는 범위도 있습니다. 초저주파는 20Hz 미만의 주파수를 갖는 것입니다. 그리고 초음파는 20,000Hz 이상의 주파수를 갖는 것입니다(그림 3).
쌀. 3. 음파 범위
교육받은 모든 사람은 음파의 주파수 범위에 대해 잘 알고 있어야 하며 초음파 검사를 하면 컴퓨터 화면의 그림이 20,000Hz 이상의 주파수로 구성된다는 것을 알아야 합니다.
초음파 –이는 음파와 유사한 기계적 파동이지만 주파수 범위는 20kHz에서 10억 헤르츠입니다.
10억 헤르츠 이상의 주파수를 갖는 파동을 파동이라고 한다. 초음속.
초음파는 결함을 발견하는 데 사용됩니다. 주조 부품. 짧은 초음파 신호의 흐름이 검사 중인 부품으로 전달됩니다. 결함이 없는 곳에서는 신호가 수신기에 등록되지 않은 채 부품을 통과합니다.
부품에 균열, 공기 구멍 또는 기타 불균일성이 있는 경우 초음파 신호가 부품에서 반사되어 되돌아와 수신기로 들어갑니다. 이 방법은 초음파 결함 탐지.
초음파 응용의 다른 예로는 초음파 기계, 초음파 기계, 초음파 치료 등이 있습니다.
초저주파 –음파와 유사한 기계적 파동이지만 주파수는 20Hz 미만입니다. 인간의 귀로는 인식되지 않습니다.
초저주파의 자연적인 원인은 폭풍, 쓰나미, 지진, 허리케인, 화산 폭발, 뇌우입니다.
초저주파는 표면을 진동시키는 데 사용되는 중요한 파동이기도 합니다(예: 일부를 파괴하는 데 사용). 대형 물체). 우리는 토양에 초저주파를 발사하고 토양이 부서집니다. 이것은 어디에 사용되나요? 예를 들어, 다이아몬드 광산에서는 다이아몬드 성분이 포함된 광석을 채취하여 작은 입자로 분쇄하여 이러한 다이아몬드 함유물을 찾습니다(그림 4).
쌀. 4. 초저주파의 응용
소리의 속도는 환경 조건과 온도에 따라 달라집니다(그림 5).
쌀. 5. 다양한 매체에서의 음파 전파 속도
참고: 공기 중에서 소리의 속도는 와 같고, 에서는 속도가 로 증가합니다. 당신이 연구자라면, 이 지식이 당신에게 유용할 수 있습니다. 매체의 소리 속도를 변경하여 온도 차이를 기록하는 일종의 온도 센서가 나올 수도 있습니다. 우리는 매질의 밀도가 높을수록 매질 입자 간의 상호 작용이 더 심각해지고 파동이 더 빨리 전파된다는 것을 이미 알고 있습니다. 마지막 단락에서 우리는 건조한 공기와 습한 공기의 예를 사용하여 이에 대해 논의했습니다. 물의 경우 소리 전파 속도는 입니다. 소리굽쇠를 두드리며 음파를 생성하면 물 속에서의 전파 속도는 공기 중에서보다 4배 더 빨라집니다. 물을 통해 정보는 공기보다 4배 더 빨리 전달됩니다. 강철에서는 훨씬 더 빠릅니다. 
(그림 6).
쌀. 6. 음파 전파 속도
Ilya Muromets(및 Gaidar RVS의 모든 영웅과 일반 러시아인 및 소년)가 사용한 서사시에서 접근하고 있지만 여전히 멀리 있는 물체를 감지하는 매우 흥미로운 방법을 사용했다는 것을 알고 있습니다. 움직일 때 나는 소리는 아직 들리지 않습니다. Ilya Muromets는 귀를 땅에 대고 그녀의 말을 들을 수 있습니다. 왜? 소리는 단단한 지면을 통해 더 빠른 속도로 전달되기 때문에 Ilya Muromets의 귀에 더 빨리 도달하고 적을 만날 준비를 할 수 있습니다.
가장 흥미로운 음파는 음악적 소리와 소음입니다. 음파를 생성할 수 있는 물체는 무엇입니까? 파동원과 탄성매질을 이용하여 음원을 조화롭게 진동하게 하면 음악적인 소리라 할 수 있는 멋진 음파가 탄생하게 된다. 이러한 음파 소스는 예를 들어 기타나 피아노의 현일 수 있습니다. 이는 파이프(오르간 또는 파이프)의 공극에서 생성되는 음파일 수 있습니다. 음악 수업을 통해 do, re, mi, fa, sol, la, si 음표를 알 수 있습니다. 음향학에서는 이를 톤이라고 합니다(그림 7).
쌀. 7. 음악적 음색
톤을 생성할 수 있는 모든 개체에는 특징이 있습니다. 그것들은 어떻게 다릅니까? 파장과 주파수가 다릅니다. 이러한 음파가 조화롭게 들리는 몸체에 의해 생성되지 않거나 일종의 일반적인 오케스트라 곡으로 연결되지 않으면 그러한 양의 소리를 소음이라고 합니다.
소음– 다양한 무작위 진동 육체적 성격, 시간적 및 스펙트럼 구조의 복잡성이 특징입니다. 소음의 개념은 가정적, 물리적 소음 모두 매우 유사하므로 별도의 중요한 고려 대상으로 소개합니다.
음파의 정량적 추정으로 넘어 갑시다. 음악 음파의 특징은 무엇입니까? 이러한 특성은 고조파 소리 진동에만 적용됩니다. 그래서, 사운드 볼륨. 음량은 어떻게 결정되나요? 시간에 따른 음파의 전파 또는 음파 소스의 진동을 고려해 보겠습니다(그림 8).
쌀. 8. 사운드 볼륨
동시에 시스템에 많은 사운드를 추가하지 않으면(예를 들어 피아노 건반을 조용히 누르는 경우) 조용한 사운드가 발생합니다. 큰 소리로 손을 높이 들면 건반을 쳐서 이런 소리가 나고 큰 소리가 납니다. 이것은 무엇에 달려 있습니까? 조용한 소리는 큰 소리보다 진동 진폭이 더 작습니다.
음악 소리와 다른 소리의 다음으로 중요한 특징은 다음과 같습니다. 키. 소리의 높낮이는 무엇에 달려 있나요? 높이는 주파수에 따라 다릅니다. 소스가 자주 진동하도록 만들 수도 있고 매우 빠르게 진동하지 않게 만들 수도 있습니다(즉, 단위 시간당 진동 횟수를 줄입니다). 동일한 진폭의 높고 낮은 소리의 시간 스윕을 고려해 보겠습니다(그림 9).
쌀. 9. 피치
흥미로운 결론을 도출할 수 있습니다. 사람이 베이스 목소리로 노래하면 그의 음원(성대)은 소프라노를 부르는 사람보다 몇 배 느리게 진동합니다. 두 번째 경우에는 성대가 더 자주 진동하므로 파동 전파 시 압축 및 방전 포켓이 더 자주 발생합니다.
또 하나 있어요 흥미로운 특징물리학자들이 연구하지 않는 음파. 이것 음색. 발랄라이카나 첼로로 연주되는 동일한 음악을 알고 쉽게 구별할 수 있습니다. 이 소리나 연주는 어떻게 다른가요? 실험 초기에 우리는 소리를 생성하는 사람들에게 소리의 크기가 동일하도록 대략 동일한 진폭으로 만들어 달라고 요청했습니다. 오케스트라의 경우와 같습니다. 특정 악기를 강조할 필요가 없으면 모든 사람이 거의 같은 강도로 연주합니다. 그래서 발랄라이카와 첼로의 음색이 다릅니다. 한 악기에서 나오는 소리를 다이어그램을 사용하여 다른 악기에서 그려보면 똑같을 것입니다. 하지만 이 악기들은 소리로 쉽게 구별할 수 있습니다.
음색의 중요성을 보여주는 또 다른 예입니다. 같은 교사 밑에서 같은 음대를 졸업한 두 가수를 상상해 보세요. 그들은 똑같이 공부를 잘했고, 모두 A학점을 받았습니다. 어떤 이유에서인지 한 사람은 뛰어난 연기자가 되고, 다른 사람은 평생 동안 자신의 경력에 만족하지 못합니다. 실제로 이것은 환경에서 보컬 진동을 유발하는 악기에 의해서만 결정됩니다. 즉, 목소리의 음색이 다릅니다.
참고자료
- Sokolovich Yu.A., Bogdanova G.S. 물리학: 문제 해결의 예가 담긴 참고서입니다. - 2판 재파티션. - X.: Vesta: 출판사 "Ranok", 2005. - 464 p.
- Peryshkin A.V., Gutnik E.M., 물리학. 9학년: 일반 교육용 교과서. 기관/A.V. 페리쉬킨, E.M. Gutnik. - 14판, 고정관념. -M .: Bustard, 2009. - 300p.
- 인터넷 포털 “eduspb.com”()
- 인터넷 포털 “msk.edu.ua”()
- 인터넷 포털 "class-fizika.narod.ru"()
숙제
- 소리는 어떻게 이동하나요? 소리의 근원은 무엇일까요?
- 소리가 공간을 통과할 수 있나요?
- 사람의 청각 기관에 도달하는 모든 파동이 그 사람에 의해 감지됩니까?
