Коливання коливаннями називаються рухи або стани, які мають ту чи іншу степінь повторюваності у часі



Дата конвертації03.06.2016
Розмір445 b.



КОЛИВАННЯ

  • Коливаннями називаються рухи або стани, які мають ту чи іншу степінь повторюваності у часі.

  • Всередині будь-якого живого організму від клітини до високоорганізованих істот повсякчас відбуваються різноманітні процеси, які ритмічно повторюються (биття серця, коливання психічних станів,біоритми і т. ін.).



Коливальними називаються процеси, які так чи інакше повторюються з часом.



ГАРМОНІЧНІ КОЛИВАННЯ



  • Час, протягом якого здійснюється одне повне коливання, називається періодом коливань (T )



  • Частотою коливань ( ) називається фізична величина, що показує, яке число повних коливань виконує коливна система за одиницю часу



ПРИРОДА ЗВУКОВОЇ ХВИЛІ

  • Розповсюдження коливань у просторі називають хвилею.

  • Поняття «звук» можна розглядати з двох принципово різних позицій.

  • Звук як фізичне явище – це поширення поздовжніх коливань в пружному середовищі.

  • Звук як фізіологічне явище – це специфічне відчуття, викликане дією звукових хвиль на орган слуху.

  • Звукові хвилі – це поздовжні хвилі.



швидкість поширення звукової хвилі в пружному твердому тілі залежить від фізичних властивостей цього тіла (від його пружності та густини).

  • швидкість поширення звукової хвилі в пружному твердому тілі залежить від фізичних властивостей цього тіла (від його пружності та густини).



ПОШИРЕННЯ ЗВУКУ В ГАЗАХ



ПОШИРЕННЯ ЗВУКУ В РІДИНАХ

  • Низка фактів свідчить, про подібність властивостей рідин і твердих тіл (наприклад незначна стисливість рідин) з одного боку, та рідин і газів (наприклад, хаотичність руху молекул, залежність середньої швидкості молекул від температури і т. і.) – з іншого. Процес деформації рідини при поширенні в ній звукової хвилі відбувається як і в газах адіабатично. З наведених та багатьох інших не наведених характеристик рідин випливає ідентичність аналітичних залежностей для швидкості поширення звукових хвиль в твердих тілах, газах і рідинах, а саме:



ІНФРАЗВУКОВІ ТА УЛЬТРАЗВУКОВІ КОЛИВАННЯ

  • Людське вухо сприймає частоти від 16 Гц до 20000 Гц.

  • Звукові коливання з частотою <20 Гц називають інфразвуком, а з частотою >20000 Гц – ультразвуком. Найбільш високочастотні пружні хвилі у діапазоні 109 -1013 Гц називають гіперзвуком.



ІНФРАЗВУКОВІ ТА УЛЬТРАЗВУКОВІ КОЛИВАННЯ

  • Інфразвук – це механічні хвилі з частотами, меншими за 16 Гц.

  • Інфразвуки вкрай негативно діють на людський організм, тому використовуються у воєнній техніці. Інфразвук певної частоти викликає розлад мозку, сліпоту і т. ін. Інфразвукові хвилі є дуже шкідливими і для інших живих істот.



Ультразвуком називаються механічні хвилі з частотами від 2 ×104 до 1010 Гц.

  • Ультразвуком називаються механічні хвилі з частотами від 2 ×104 до 1010 Гц.

  • Властивості ультразвуку дозволяють широко використовувати його в техніці і медицині. Ультразвук прискорює проходження процесів дифузії і розчинення, впливає на швидкість хімічних реакцій. Ультразвук великої потужності викликає загибель вірусів і бактерій, це використовується для стерилізації середовищ. При впливі ультразвукових хвиль малої потужності збільшується проникність клітинних мембран і активізуються процеси обміну в тканинах.

  • У медицині ультразвук застосовується для лікування і діагностики. Здатність ультразвукових хвиль створювати механічну і теплову дію на тканини лежить в основі ультразвукової фізіотерапії. У хірургії для різання кісткової тканини застосовують «ультразвуковий» скальпель.



ОСНОВИ АКУСТИКИ

  • Акустика – це наука, яка вивчає звукові явища. Різке збільшення амплітуди (гучності) звуку при збігу частоти звукової хвилі із власною частотою системи, у якій поширюється звук, називається акустичним резонансом. Відбиття звуку від перешкоди і повернення його у вихідну точку називається луною. Ця властивість звуку використовується в ехолотах для визначення глибини океану. Ехолокацію використовують деякі тварини, наприклад, кажани, сови й ін.



ОСНОВИ АКУСТИКИ

  • Звук як фізичне явище характеризується певною частотою, інтенсивністю та набором частот. Це об’єктивні характеристики звуку. Людське вухо сприймає звук за гучністю, висотою і тембром. Це – суб’єктивні характеристики звуку.

  • Інтенсивність звуку визначається потоком енергії в одиниці об’єму простору. Інтенсивність звуку в системі СІ вимірюється і [I] = Вт /м2 Інтенсивність звуку прямо пропорційна квадрату амплітуди хвилі.



ОСНОВИ АКУСТИКИ

  • Гучність звуку це фізіологічн інтенсивність звуку. Поняття інтенсивності і гучності звуку не рівнозначні. Встановлено, що гучність зростає значно повільніше, ніж інтенсивність звуку. Суб’єктивна гучність звуку не піддається точному кількісному вимірюванню.

  • Висота звуку визначається його частотою. Чим більша частота, тим більша висота звуку. Тембр звуку визначається його спектральним складом.



ОСНОВИ АКУСТИКИ

  • Музикальний тон – це звук, який ми чуємо тоді, коли його джерело здійснює гармонічні коливання. Гучність тона будь-якої даної висоти визначаєтьс амплітудою коливання.



ОСНОВИ АКУСТИКИ

  • Акорд – це одночасне звучання двох або кількох звуків (може викликати приємне – консонанс – та неприємне – дисонанс – слухове відчуття).

  • Шум – це аперіодична складна суміш звуків, спектр якої в певному інтервалі частот є безперервним.

  • Звуковий тиск. Під час поширення звуку відбувається коливання тиску в околі середнього значення характерного для даного середовища. Звуковий тиск – це змінна частина тиску, яка виникає в середовищі під час проходження звука.



СЛУХ

  • Органи слуху встановлюють зв'язок між акустичним збудженням середовища і нашим фізіологічним відчуттям.



СЛУХ

  • Звукове відчуття в органі слуху людини може викликати тільки така звукова хвиля, інтенсивність якої не менша від деякого мінімального значення, яке називають порогом чутності.

  • Людське вухо має неоднакову чутливість до звукових хвиль різних частот. Здорове вухо найбільш чутливе до звуків, частота яких близька до 1000 Гц. При 1000 Гц поріг чутності для людей з нормальним слухом дорівнює близько 1012 Вт/м2. При зростанні інтенсивності звукової хвилі вище певної величини, ця хвиля перестає сприйматися як звук і викликає у вухах людини відчуття болю. Інтенсивність звукової хвилі, яка викликає біль у вусі, називається порогом больового відчуття.



СЛУХ

  • Інтенсивності звуку відповідає відчуття його гучності. Воно зростає значно повільніше, ніж збільшується сила звуку і підкоряється закону Вебера - Фехнера.

  • Закон Вебера – Фехнера: збільшення відчуття (фізіологічної сили звуку S)пропорційне логарифму відношення енергій (інтенсивності I) подразників, які порівнюються



СЛУХ

  • Гучність виражається в белах (Бл), якщо k =1 і в децибелах (дБл), якщо k =10 . Ця одиниця є зручною, оскільки мінімальний приріст гучності, який сприймається вухом, приблизно дорівнює 1 дБл.



ЕФЕКТ ДОППЛЕРА В АКУСТИЦІ

  • Вперше Допплер у 1842 р. звернув увагу на ту обставину, що при переміщенні тільки джерела аботільки приймача, або при їх одночасному переміщенні відносно середовища, в якому поширюється звукова хвиля, частота коливань, яка реєструється приймачем, змінюється. Ефектом Допплера в акустиці називається зміна частоти звукових коливань, які реєструються приймачем коливань, у порівнянні з частотою, яку випромінює джерело звуку, внаслідок відносного руху джерела звуку і приймача. Ефект Допплера спостерігається, наприклад, при русі повз нас автомашини чи тепловоза, на яких працює сирена. При наближенні джерела сигналу (сирени) він сприймається таким, що має більш високий тон (більшу частоту), а при віддаленні від нас сигнал сирени сприймається вухом (чи іншим приймачем звуку) з більш низьким тоном (меншою частотою).



ЕФЕКТ ДОППЛЕРА В АКУСТИЦІ

  • Ефект Допплера ґрунтується на принципі незалежності рухів (принципі суперпозиції). Згідно з цим принципом звукова хвиля, яка випромінюється джерелом, поширюється у середовищі абсолютно незалежно від руху джерела і приймача.



ЕФЕКТ ДОППЛЕРА

  • Джерело і приймач можуть рухатися в будь-яких напрямка хвідносно напрямку поширення звукових коливань. При цьому їх швидкості мають векторно додаватися із швидкістю звукової хвилі згідно з принципом суперпозиції.

  • Таким чином, ми довели, що при взаємному наближенні джерела і спостерігача частота випромінювання, яка реєструється приймачем, збільшується, а при віддаленні – зменшується.



ЕФЕКТ ДОППЛЕРА

  • Ефект Допплера використовується в найрізноманітніших галузях людської діяльності для вимірювання швидкості об’єктів на відстані. Наприклад, у медицині за допомогою ультразвуку вимірюють швидкість проходження крові по судинах (ультразвукові витратоміри).






База даних захищена авторським правом ©pres.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка