Ταχύτητα ήχου. Ηχητικά εφέ στη φύση και την τεχνολογία

Για να μελετήσουμε τον κόσμο γύρω μας, ο άνθρωπος έλαβε ως δώρο από τη φύση την ικανότητα να ακούει. Χάρη σε αυτό, έχουμε την ευκαιρία να απολαύσουμε το trill και τη μουσική των πτηνών , να λάβουμε προειδοποιητικά σήματα για τον κίνδυνο και να επικοινωνήσουμε μεταξύ μας.

Λαμβάνοντας υπόψη τη φύση του ήχου, οι φυσικοί απάντησαν ότι έχουμε να κάνουμε με μηχανικά κύματα. Για τη διάδοσή τους απαιτείται ένα ελαστικό μέσο. Η απάντηση στο ερώτημα ποια είναι η ταχύτητα του ήχου σε ένα κενό για ιδανικές συνθήκες (πλήρης απουσία της ύλης) προκύπτει από μόνη της. Σε ένα κενό, δεν μπορεί να εξαπλωθεί. Η ταχύτητα του ήχου, αντίστοιχα, είναι ίση με μηδέν. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχουν ακουστικά φαινόμενα στον κωμικό χώρο. Ορισμένοι έχουν έναν πλήρως εξήγητο χαρακτήρα και σχετίζονται άμεσα με την ανάπτυξη του χώρου από τον άνθρωπο. Ο βουητός των κινητήρων στα πλοία, οι ηχητικοί κραδασμοί μέσα στο διαστημικό λεωφορείο. Και κάποια φαινόμενα πρέπει ακόμα να βρουν μια εξήγηση, για παράδειγμα, όπως οι ήχοι που συνοδεύουν τις κοσμικές λάμψεις ή τα «ίχνη» χαμηλής συχνότητας των διαστημικών σκαφών.

Σε διαφορετικές συνθήκες, η ταχύτητα του ήχου έχει κάποια πειραματική αξία. Η κατανομή του επηρεάζεται από την ύπαρξη εμποδίων. Δεδομένου ότι έχουμε να κάνουμε με μηχανικά κύματα, μπορούμε να δούμε πώς ο ήχος διασχίζει αυτά τα εμπόδια. Το φαινόμενο αυτό σε σχέση με τα κύματα ονομάζεται περίθλαση. Τα χαμηλά κύματα είναι καλύτερα προσαρμοσμένα σε σχέση με τα υψηλά. Η χορωδία που γύρισε τη γωνία πρώτα "χάνει" ψηλές φωνές, και στη συνέχεια οι τραγουδιστές με ένα χαμηλό timbre δεν ακούνε.

Η επίδραση των ηχητικών κυμάτων στην ανθρώπινη υγεία σχεδιάστηκε πολύ πριν από την ανακάλυψη της υπερφόρτωσης. Με τη βοήθεια μιας γεννήτριας μη ακουστικών συχνοτήτων ήχου, μπορείτε να επηρεάσετε τη διάθεση ενός μεγάλου πλήθους ανθρώπων. Έτσι, η φυσική από την Αμερική Robert Voodoo πιστώνεται με ένα μάλλον ασυνήθιστο πείραμα. Έφερε μια γεννήτρια infrasonic στο θέατρο, την ενεργοποίησε και είδε πως όλοι οι θεατές καταλήφθηκαν με ασυνήθιστη νευρικότητα και άγχος.

Ακόμη και ένα τέτοιο φαινόμενο όπως η εμφάνιση «ολλανδικών» φέρνουν τα πλοία με την νεκρή ομάδα, προσπαθώντας να εξηγήσουν την επίδραση των υπερύθρων συχνοτήτων που δημιουργούνται από την άβυσσο της θάλασσας κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας.

Δεδομένης της φύσης της διάδοσης των ηχητικών κυμάτων, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η ταχύτητα του ήχου σε διαφορετικά μέσα έχει διαφορετική αξία. Παρατηρήθηκε ότι ο ήχος διαδίδεται σε αέρια με άνιση ταχύτητα. Την ίδια στιγμή, αυτή η παράμετρος δεν επηρεάζεται από την πυκνότητα των αερίων, εξαρτάται από τη μάζα των μορίων.

Στα υγρά, ο ήχος εξαπλώνεται ακόμα πιο γρήγορα. Είναι μόνο το ανθρώπινο αυτί που το διακρίνει άσχημα σε ένα τέτοιο περιβάλλον. Το ηχητικό κύμα που πολλαπλασιάζεται στο νερό αντανακλάται σχεδόν πλήρως από την τυμπανική μεμβράνη. Αλλά ακόμα και ο Λεονάρντο Ντα Βίντσι βρήκε τον αρχικό τρόπο να ακούει τους υποβρύχιους ήχους. Για να γίνει αυτό, πρότεινε να χρησιμοποιήσετε ένα κουπί στο νερό. Εάν συγκρίνουμε την ταχύτητα του ήχου στον αέρα (331 m / s) και στο νερό (1435 m / s), τότε μπορούμε να εντοπίσουμε το σαφές πλεονέκτημα ενός πυκνότερου μέσου για τη διάδοσή του.

Τα στερεά σώματα χτύπησαν όλα τα αρχεία. Η ταχύτητα μετάδοσης ήχου σε αυτά μπορεί να φθάσει τα 5000 m / s. Μια ενδιαφέρουσα εμπειρία μπορεί να γίνει με ένα συνηθισμένο σιδηρόδρομο, προσκολλώντας ένα αυτί σε αυτό. Αν κάποιος στην απόσταση τον χτυπήσει με ένα σφυρί, τότε θα μπορέσουμε να ακούσουμε με σαφήνεια δύο εγκεφαλικά επεισόδια. Το πρώτο είναι η ηχητική πληροφορία που αποκτάται με τη διάδοση πάνω στο μέταλλο, και η δεύτερη είναι ένα κύμα που έχει έρθει μέσα από τον αέρα.

Για ένα τεράστιο αριθμό φυσικών φαινομένων, η ταχύτητα του ήχου είναι ένα είδος προτύπου, το σημείο εκκίνησης για σύγκριση. Οι σύγχρονοι μαχητές θεωρούν ως το μεγαλύτερο τους επίτευγμα τις υπερηχητικές ικανότητές τους. Μέτρηση του χρόνου διέλευσης συγκεκριμένου τμήματος από ένα ηχητικό κύμα, είναι δυνατόν να προσδιοριστεί η απόσταση με αρκετά υψηλή ακρίβεια.

Η χρήση των ηχητικών επιδράσεων σε διάφορες σφαίρες της ανθρώπινης δραστηριότητας είναι εντυπωσιακή στην ποικιλομορφία της.