Швидкість розповсюдження хвиль. Довжина хвилі

Відстань, на яку розповсюджується коливання в середовищі за час одного періоду, називають довжиною хвилі l (м), або довжина хвилі – це відстань між сусідніми точками хвилі, що коливаються в однакових фазах:

l = T =

Швидкість розповсюдження повздовжньої хвилі =, де Е – модуль Юнга, r - густина тіла. Швидкість розповсюдження поперечної хвилі =, де G - модуль зсуву. Так як Е > G, то повздовжні хвилі розповсюджуються у твердому тілі швидше, ніж поперечні.

 

 

Механічні хвилі в рідинах, в газах і в твердих тілах. Швидкість механічних хвиль енергія механічних хвиль

 

Механічні хвилі – це механічні коливання які існують в пружному середовищі. Механічні (пружні) хвилі - це процес поширення коливань у пружному середовищі. Хвилі бувають поздовжніми і поперечними.

У випадку поперечної хвилі частинки середовища коливаються в напрямі, перпендикулярному до напряму поширення хвилі. Поперечні хвилі поширюються у середовищах, в яких виникають пружні сили при деформації зсуву, тобто в твердих тілах. Поперечна хвиля може поширюватися також на поверхні рідини.

У випадку поздовжньої хвилі частинки середовища коливаються у напрямі поширення хвилі. Поздовжні хвилі поширюються у середовищах, де виникають пружні сили при Деформація хстиску (розтягу), тобто у твердихтілах, рідинах і газах.

 

Звукові хвилі

Звук – це пружна хвиля, розповсюдження в середовищі від 16-20 Гц

Акустика розглядає інтервал частот від 16 Гц до 20000 Гц – це звуковий діапазон. Коливання, нижчі, ніж 16 Гц, називають інфразвуками, вищі 20 кГц – ультразвуками.

Звук передається пружним середовищем у вигляді хвиль. Швидкість звуку залежить від пружних властивостей середовища, його густини та температури.

Поділяється на об’єктивну та суб’єктивну.

Обєктивнй – це відношення енергії до одиниці площі за 1 часу.

Суб’єктивний: висота звуку, висота тону, тембр – розподіл енергії по частотам.

Реверберація – поступове зменшення звуку.

Весь звук поділяється: високі, низькі, середньо частотні.

Найпростішим типом звуку є звук, в якому тиск у кожній точці простору змінюється за синосуїдним законом, тобто здійснює гармонічні коливання з певною частотою. Частота — це кількість коливань певної точки звукової хвилі в секунду. Одному циклу коливання в секунду відповідає величина 1 Гц

Діапазон від 16 Гц до 20 кГц називають чутним діапазоном. Звуки з частотами до 16 Гц називаються інфразвуком, понад 20000 Гц — ультразвуком. Звуки з частотою 109-1013 Гц називають гіперзвуком.

Розповсюдження звуку є адіабатичним процесом, тобто коливання тиску й густини відбувається швидше, ніж встигає вирівнятися температура. Це означає, що локальна температура змінюється разом із густиною - при стискуванні відбувається нагрівання, при розширенні охолодження.

Межа чутності- мін енергія, яка знатна розгойдати барабанну перетинку.

Больовий поріг – макс енергія за якої руйнується барабанна перетинка.

Рівень чутності вимірюється в фонах, децибелах

Пружні хвилі — пружні деформації, що поширюються в твердих, рідких і газоподібних середовищах.

Звукові частоти – низькі, середні, високі.

Особливості розповсюдження – відбивання, заломлення, дифракція. Акустика – наука про особливості розповсюдження звуку в різних середовищах.