การสั่นสะเทือนของเสียงที่มีช่วงเวลาหนึ่ง คลื่นเสียงและลักษณะเฉพาะของมัน

⁰

แหล่งกำเนิดเสียง การสั่นสะเทือนของเสียง

มนุษย์อาศัยอยู่ในโลกแห่งเสียง เสียงสำหรับมนุษย์เป็นแหล่งข้อมูล เขาเตือนผู้คนเกี่ยวกับอันตราย เสียงเพลงนกร้องทำให้เราเพลิดเพลิน เราสนุกกับการฟังคนที่มีน้ำเสียงไพเราะ เสียงมีความสำคัญไม่เพียงแต่สำหรับมนุษย์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงสัตว์ด้วย ซึ่งการตรวจจับเสียงที่ดีจะช่วยให้พวกมันมีชีวิตรอดได้

เสียง – สิ่งเหล่านี้คือคลื่นยืดหยุ่นเชิงกลที่แพร่กระจายในก๊าซ, ของเหลว, ของแข็ง.

เหตุผลเรื่องเสียง - การสั่นสะเทือน (การสั่น) ของร่างกาย แม้ว่าการสั่นสะเทือนเหล่านี้มักจะมองไม่เห็นด้วยตาของเรา

แหล่งกำเนิดเสียง - ร่างกายที่สั่นสะเทือนเช่น สั่นหรือสั่นตามความถี่
ตั้งแต่ 16 ถึง 20,000 ครั้งต่อวินาที ตัวที่สั่นสะเทือนสามารถแข็งได้ เช่น เชือก
หรือ เปลือกโลก, ก๊าซ เช่น กระแสอากาศในเครื่องมือลม เครื่องดนตรี
หรือของเหลว เช่น คลื่นบนน้ำ

ปริมาณ

ความดังขึ้นอยู่กับแอมพลิจูดของการสั่นในคลื่นเสียง หน่วยของระดับเสียงคือ 1 เบล (เพื่อเป็นเกียรติแก่อเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์ ผู้ประดิษฐ์โทรศัพท์) ในทางปฏิบัติ ความดังจะวัดเป็นเดซิเบล (dB) 1 เดซิเบล = 0.1B

10 เดซิเบล – กระซิบ;

20–30 เดซิเบล – มาตรฐานเสียงรบกวนในสถานที่อยู่อาศัย
50 เดซิเบล– บทสนทนาที่มีระดับเสียงปานกลาง
80 วัน บี – เสียงเครื่องยนต์รถบรรทุกวิ่ง;
130 เดซิเบล– เกณฑ์ความเจ็บปวด

เสียงดังเกิน 180 dB อาจทำให้แก้วหูแตกได้

เสียงสูงแสดงด้วยคลื่นความถี่สูง - เช่นเสียงนกร้อง

เสียงต่ำซึ่งเป็นคลื่นความถี่ต่ำ เช่น เสียงเครื่องยนต์รถบรรทุกขนาดใหญ่

คลื่นเสียง

คลื่นเสียง- เหล่านี้เป็นคลื่นยืดหยุ่นที่ทำให้บุคคลรู้สึกถึงความรู้สึกของเสียง

คลื่นเสียงสามารถเดินทางได้หลากหลายระยะทาง สามารถได้ยินเสียงปืนที่ระยะ 10-15 กม. เสียงม้าและสุนัขเห่าที่ระยะ 2-3 กม. และเสียงกระซิบเพียงไม่กี่เมตร เสียงเหล่านี้ถูกส่งผ่านอากาศ แต่ไม่เพียงแต่อากาศเท่านั้นที่สามารถเป็นตัวนำเสียงได้

เมื่อวางหูแนบกับราง คุณจะได้ยินเสียงรถไฟที่กำลังเข้ามาเร็วขึ้นและในระยะไกลมากขึ้น ซึ่งหมายความว่าโลหะนำเสียงได้เร็วกว่าและดีกว่าอากาศ น้ำยังนำเสียงได้ดี เมื่อดำดิ่งลงไปในน้ำคุณจะได้ยินเสียงหินกระแทกกันอย่างชัดเจนเสียงของก้อนกรวดระหว่างคลื่น

คุณสมบัติของน้ำ - นำเสียงได้ดี - ใช้กันอย่างแพร่หลายในการลาดตระเวนในทะเลระหว่างสงคราม เช่นเดียวกับการวัดความลึกของทะเล

ข้อกำหนดเบื้องต้นการแพร่กระจายของคลื่นเสียง - การมีอยู่ของสื่อวัสดุในสุญญากาศ คลื่นเสียงจะไม่แพร่กระจาย เนื่องจากไม่มีอนุภาคในนั้นที่ส่งปฏิสัมพันธ์จากแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือน

ดังนั้นเนื่องจากขาดบรรยากาศ ความเงียบจึงครอบงำบนดวงจันทร์ แม้แต่การตกของอุกกาบาตบนพื้นผิวก็ไม่ได้ยินเสียงของผู้สังเกตการณ์

ในแต่ละสื่อ เสียงเดินทางด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน

ความเร็วของเสียงในอากาศ- ประมาณ 340 ม./วินาที

ความเร็วของเสียงในน้ำ- 1500 ม./วินาที

ความเร็วของเสียงในโลหะ เหล็ก- 5,000 ม./วินาที

ในอากาศอุ่น ความเร็วของเสียงจะมากกว่าในอากาศเย็น ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทิศทางของการแพร่กระจายของเสียง

ส้อม

- นี้ รูปตัวยู แผ่นเหล็ก ซึ่งปลายอาจสั่นสะเทือนได้หลังจากถูกกระแทก

ที่ตีพิมพ์ ส้อมเสียงเสียงเบามากและสามารถได้ยินได้ในระยะใกล้เท่านั้น
เครื่องสะท้อนเสียง- กล่องไม้ที่สามารถติดตั้งส้อมเสียงได้เพื่อขยายเสียง
ในกรณีนี้ การปล่อยเสียงเกิดขึ้นไม่เพียงแต่จากส้อมเสียงเท่านั้น แต่ยังมาจากพื้นผิวของเครื่องสะท้อนเสียงด้วย
อย่างไรก็ตาม ระยะเวลาของเสียงของส้อมเสียงบนเครื่องสะท้อนเสียงจะสั้นกว่าที่ไม่มีเสียงดังกล่าว

เอ็กซ์ โอ

เสียงดังที่สะท้อนจากสิ่งกีดขวางกลับมาสู่แหล่งกำเนิดเสียงหลังจากนั้นครู่หนึ่งแล้วเราก็ได้ยิน เสียงสะท้อน

ด้วยการคูณความเร็วของเสียงตามเวลาที่ผ่านไปจากแหล่งกำเนิดเสียงไปยังจุดกลับ คุณสามารถกำหนดระยะห่างจากแหล่งกำเนิดเสียงไปยังสิ่งกีดขวางได้เป็นสองเท่า
ใช้วิธีการกำหนดระยะห่างจากวัตถุนี้ การระบุตำแหน่งทางเสียง

สัตว์บางชนิด เป็นต้น ค้างคาว,
ยังใช้ปรากฏการณ์การสะท้อนของเสียงโดยใช้วิธีกำหนดตำแหน่งเสียงสะท้อน

Echolocation ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของการสะท้อนของเสียง

เสียง - คลื่นกลวิ่ง บนและถ่ายโอนพลังงาน
อย่างไรก็ตามพลังของทุกคนพูดพร้อมกัน โลกแทบจะไม่มากไปกว่าพลังของรถ Moskvich คันเดียว!

อัลตราซาวนด์

· การสั่นสะเทือนที่มีความถี่เกิน 20,000 เฮิรตซ์เรียกว่าอัลตราซาวนด์ อัลตราซาวด์ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

· ของเหลวจะเดือดเมื่อมีคลื่นอัลตร้าโซนิคผ่าน (คาวิเทชั่น) ในกรณีนี้จะเกิดค้อนน้ำ อัลตราซาวด์สามารถฉีกชิ้นส่วนออกจากพื้นผิวโลหะและบดขยี้ของแข็งได้ อัลตราซาวนด์สามารถใช้ผสมของเหลวที่ผสมไม่ได้ นี่คือวิธีการเตรียมอิมัลชันในน้ำมัน ภายใต้อิทธิพลของอัลตราซาวนด์จะเกิดการสะพอนิฟิเคชั่นของไขมัน อุปกรณ์ซักผ้าได้รับการออกแบบตามหลักการนี้

· ใช้กันอย่างแพร่หลาย อัลตราซาวนด์ ในด้านไฮโดรอะคูสติก อัลตราซาวนด์ที่มีความถี่สูงจะถูกน้ำดูดซับได้อ่อนมากและสามารถแพร่กระจายได้ไกลหลายสิบกิโลเมตร หากพวกเขาพบกับก้นภูเขาน้ำแข็งหรือวัตถุแข็งอื่น ๆ ในเส้นทางของพวกเขา พวกเขาจะถูกสะท้อนและสร้างเสียงสะท้อนที่มีพลังมหาศาล เครื่องส่งเสียงสะท้อนแบบอัลตราโซนิกได้รับการออกแบบบนหลักการนี้

ในโลหะ อัลตราซาวนด์แพร่กระจายได้จริงโดยไม่มีการดูดซึม ด้วยวิธีการระบุตำแหน่งอัลตราโซนิกทำให้สามารถตรวจจับได้ ข้อบกพร่องที่เล็กที่สุดชิ้นส่วนภายในมีความหนา

· ผลการบดของอัลตราซาวนด์ใช้สำหรับการผลิตหัวแร้งบัดกรีแบบอัลตราโซนิก

คลื่นอัลตราโซนิกที่ส่งมาจากเรือสะท้อนจากวัตถุที่จม คอมพิวเตอร์ตรวจจับเวลาที่เสียงสะท้อนปรากฏขึ้นและระบุตำแหน่งของวัตถุ

· อัลตราซาวด์ใช้ในทางการแพทย์และชีววิทยาสำหรับการระบุตำแหน่งและการรักษาเนื้องอกและข้อบกพร่องบางอย่างในเนื้อเยื่อของร่างกาย การผ่าตัดและการบาดเจ็บ สำหรับการตัดเนื้อเยื่ออ่อนและกระดูกในระหว่างการผ่าตัดต่างๆ การเชื่อมกระดูกหัก สำหรับการทำลายเซลล์ (อัลตราซาวนด์กำลังสูง)

อินฟราซาวด์และผลกระทบต่อมนุษย์

การสั่นสะเทือนที่มีความถี่ต่ำกว่า 16 เฮิรตซ์เรียกว่าอินฟราซาวด์

ในธรรมชาติ อินฟราซาวด์เกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของกระแสน้ำวนของอากาศในชั้นบรรยากาศ หรือเป็นผลจากการสั่นสะเทือนช้าๆ ของวัตถุต่างๆ อินฟราซาวด์มีลักษณะการดูดซึมที่อ่อนแอ จึงแผ่ขยายไปในระยะทางไกล ร่างกายมนุษย์ทำปฏิกิริยาอย่างเจ็บปวดกับอินฟราเรด การสั่นสะเทือนของเสียง. ภายใต้อิทธิพลภายนอกที่เกิดจากการสั่นสะเทือนทางกลหรือคลื่นเสียงที่ความถี่ 4-8 Hz บุคคลจะรู้สึกถึงการเคลื่อนไหว อวัยวะภายในที่ความถี่ 12 Hz - การโจมตีของอาการเมาเรือ

· ความเข้มข้นสูงสุด การสั่นสะเทือนแบบอินฟราเรดสร้างเครื่องจักรและกลไกที่มีพื้นผิว ขนาดใหญ่ดำเนินการสั่นสะเทือนทางกลความถี่ต่ำ (อินฟราซาวนด์ของแหล่งกำเนิดทางกล) หรือการไหลของก๊าซและของเหลวอย่างปั่นป่วน (อินฟราซาวนด์ของแหล่งกำเนิดแอโรไดนามิกหรืออุทกพลศาสตร์)

เสียงอย่างที่เราจำได้คือคลื่นตามยาวแบบยืดหยุ่น และคลื่นก็ถูกสร้างขึ้นโดยการสั่นของวัตถุ

ตัวอย่างแหล่งกำเนิดเสียง: ไม้บรรทัดสั่น ปลายด้านหนึ่งถูกหนีบไว้ สายสั่น เมมเบรนลำโพง

แต่วัตถุที่สั่นนั้นไม่ได้สร้างเสียงที่ได้ยินเข้าหูเสมอไป - หากความถี่ของการสั่นของวัตถุนั้นต่ำกว่า 16 เฮิรตซ์ วัตถุนั้นก็จะสร้างเสียงที่ได้ยินเข้าหูเสมอไป อินฟาเรดและถ้ามากกว่า 20 kHz แล้ว อัลตราซาวนด์.

จากมุมมองของฟิสิกส์แล้ว อัลตราซาวนด์และอินฟราซาวด์เป็นการสั่นสะเทือนแบบยืดหยุ่นของตัวกลางเช่นเดียวกับเสียงธรรมดา แต่หูไม่สามารถรับรู้ได้เนื่องจากความถี่เหล่านี้อยู่ไกลจากความถี่เรโซแนนซ์ของแก้วหูมากเกินไป (แก้วหู ก็ไม่สามารถสั่นด้วยความถี่ดังกล่าวได้)

เสียงความถี่สูงจะให้ความรู้สึกบางลง เสียงความถี่ต่ำจะให้ความรู้สึกเบสมากกว่า

หากระบบออสซิลเลเตอร์ทำการสั่นแบบฮาร์มอนิกในความถี่เดียว เสียงนั้นจะถูกเรียก ด้วยน้ำเสียงที่ชัดเจน. โดยปกติแล้วแหล่งกำเนิดเสียงจะสร้างเสียงหลายความถี่พร้อมกัน จากนั้นจึงเรียกว่าความถี่ต่ำสุด โทนเสียงหลักและที่เหลือเรียกว่า หวือหวา. มีการกำหนดโอเวอร์โทน เสียงต่ำเสียง - เป็นเพราะพวกเขาทำให้เราสามารถแยกแยะเปียโนจากไวโอลินได้อย่างง่ายดาย แม้ว่าความถี่พื้นฐานจะเท่ากันก็ตาม

ปริมาณเสียงเป็นความรู้สึกส่วนตัวที่ช่วยให้เราสามารถเปรียบเทียบเสียงว่า "ดังกว่า" และ "ดังน้อยกว่า" ระดับเสียงขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย - ความถี่ ระยะเวลา และลักษณะเฉพาะของผู้ฟัง แต่ที่สำคัญที่สุดคือขึ้นอยู่กับความดันเสียง ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับความกว้างของการสั่นสะเทือนของวัตถุที่ทำให้เกิดเสียง

หน่วยวัดความดังเรียกว่า ฝัน.

ในปัญหาเชิงปฏิบัติจะมีปริมาณที่เรียกว่า ระดับเสียงหรือ ระดับความดันเสียง. ค่านี้วัดใน เบลาห์ [B]หรือบ่อยกว่านั้นใน เดซิเบล [เดซิเบล].

ค่านี้ขึ้นอยู่กับความดันเสียงในลอการิทึม - นั่นคือการเพิ่มความดัน 10 เท่าจะทำให้ระดับเสียงเพิ่มขึ้น 1 เดซิเบล

เสียงพลิกหนังสือพิมพ์จะอยู่ที่ประมาณ 20 เดซิเบล นาฬิกาปลุกคือ 80 เดซิเบล เสียงเครื่องบินขึ้นคือ 100-120 เดซิเบล (ใกล้จะเจ็บปวด)

หนึ่งใน การใช้งานที่ผิดปกติเสียง (อัลตราซาวนด์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น) คือ การระบุตำแหน่งทางเสียง. คุณสามารถสร้างเสียงและวัดระยะเวลาที่เสียงสะท้อนจะเกิดขึ้นได้ ยิ่งระยะห่างจากสิ่งกีดขวางมากเท่าไร ความล่าช้าก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น โดยทั่วไปวิธีการวัดระยะทางนี้จะใช้ใต้น้ำ แต่ค้างคาวจะใช้วิธีนี้ในอากาศโดยตรง

ระยะ echolocation ถูกกำหนดดังนี้:

2r = โวลต์โดยที่ v คือความเร็วของเสียงในตัวกลาง t คือเวลาหน่วงของเสียงสะท้อน r คือระยะห่างถึงสิ่งกีดขวาง

แก้ไขบทเรียนนี้และ/หรือเพิ่มงานและรับเงินอย่างต่อเนื่อง* เพิ่มบทเรียนและ/หรืองานและรับเงินอย่างต่อเนื่อง

แหล่งกำเนิดเสียง

การสั่นสะเทือนของเสียง

สรุปบทเรียน

1.ช่วงเวลาขององค์กร

สวัสดีทุกคน! บทเรียนของเรามีการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติอย่างกว้างขวางในการฝึกฝนในชีวิตประจำวัน ดังนั้นคำตอบของคุณจะขึ้นอยู่กับทักษะการสังเกตในชีวิตและความสามารถในการวิเคราะห์การสังเกตของคุณ

2. การทำซ้ำความรู้พื้นฐาน

สไลด์หมายเลข 1, 2, 3, 4, 5 จะแสดงบนหน้าจอโปรเจ็กเตอร์ (ภาคผนวก 1)

พวกคุณนี่คือปริศนาอักษรไขว้หลังจากไขปริศนาแล้วคุณจะได้เรียนรู้คำสำคัญของบทเรียน

ส่วนที่ 1:ตั้งชื่อปรากฏการณ์ทางกายภาพ

ส่วนที่ 2:ตั้งชื่อกระบวนการทางกายภาพ

ส่วนที่ 3:ตั้งชื่อปริมาณทางกายภาพ

ส่วนที่ 4:ตั้งชื่ออุปกรณ์ทางกายภาพ

ร	ซี	เอ็น
ใน
			ยู
			*ถึง*

ให้ความสนใจกับคำที่เน้น คำนี้คือ "เสียง" ซึ่งเป็นคำสำคัญของบทเรียน บทเรียนของเราเน้นเรื่องเสียงและการสั่นสะเทือนของเสียง ดังนั้นหัวข้อของบทเรียนคือ “แหล่งกำเนิดเสียง เสียงสั่น” ในระหว่างบทเรียน คุณจะได้เรียนรู้ว่าอะไรคือแหล่งกำเนิดของเสียง ความสั่นสะเทือนของเสียงคืออะไร สิ่งที่เกิดขึ้น และบางส่วน การใช้งานจริงในชีวิตคุณ.

3. คำอธิบายเนื้อหาใหม่

เรามาทำการทดลองกัน วัตถุประสงค์ของการทดลอง: เพื่อค้นหาสาเหตุของเสียง

ทดลองกับไม้บรรทัดโลหะ(ภาคผนวก 2)

คุณสังเกตเห็นอะไร? สรุปได้อะไรบ้าง?

บทสรุป: ร่างกายที่สั่นสะเทือนทำให้เกิดเสียง

เรามาทำการทดลองต่อไปนี้กัน วัตถุประสงค์ของการทดลอง: เพื่อดูว่าเสียงถูกสร้างขึ้นโดยร่างกายที่สั่นอยู่เสมอหรือไม่

อุปกรณ์ที่คุณเห็นอยู่ตรงหน้าคุณเรียกว่า ส้อม.

ทดลองใช้ส้อมเสียงและลูกเทนนิสห้อยอยู่บนเชือก(ภาคผนวก 3) .

คุณได้ยินเสียงที่ส้อมเสียงทำ แต่การสั่นสะเทือนของส้อมเสียงนั้นไม่สังเกตเห็นได้ชัดเจน เพื่อให้แน่ใจว่าส้อมเสียงสั่น เราค่อยๆ เคลื่อนมันไปยังลูกบอลในร่มที่แขวนอยู่บนเส้นด้าย และดูว่าการแกว่งของส้อมเสียงถูกถ่ายโอนไปยังลูกบอล ซึ่งเริ่มเคลื่อนไหวเป็นระยะๆ

บทสรุป: เสียงถูกสร้างขึ้นจากร่างกายที่สั่นสะเทือน

เราอาศัยอยู่ในมหาสมุทรแห่งเสียง เสียงถูกสร้างขึ้นจากแหล่งกำเนิดเสียง มีแหล่งกำเนิดเสียงทั้งที่ประดิษฐ์และเป็นธรรมชาติ แหล่งกำเนิดเสียงธรรมชาติ ได้แก่ สายเสียง (ภาคผนวก 1 - สไลด์หมายเลข 6) อากาศที่เราหายใจออกจากปอดผ่านทางเดินหายใจเข้าไปในกล่องเสียง กล่องเสียงประกอบด้วยสายเสียง ภายใต้ความกดดันของอากาศที่หายใจออกพวกมันจะเริ่มสั่น บทบาทของเครื่องสะท้อนเสียงนั้นเล่นได้ในช่องปากและจมูกรวมถึงหน้าอก สำหรับคำพูดที่ชัดเจน นอกเหนือจากสายเสียงแล้ว คุณยังต้องมีลิ้น ริมฝีปาก แก้ม เพดานอ่อน และฝาปิดกล่องเสียงด้วย

แหล่งกำเนิดเสียงตามธรรมชาติ ได้แก่ เสียงยุง แมลงวัน ผึ้ง ( ปีกกระพือ).

คำถาม:อะไรทำให้เกิดเสียง

(อากาศในลูกบอลอยู่ภายใต้ความกดดันในสภาวะอัด จากนั้นจะขยายตัวอย่างรวดเร็วและสร้างคลื่นเสียง)

ดังนั้น เสียงไม่เพียงสร้างการสั่นเท่านั้น แต่ยังสร้างลำตัวที่ขยายออกอย่างรวดเร็วอีกด้วย แน่นอนว่าในทุกกรณีของการเกิดเสียง ชั้นของอากาศจะเคลื่อนที่ กล่าวคือ คลื่นเสียงจะเกิดขึ้น

คลื่นเสียงเป็นสิ่งที่มองไม่เห็น สามารถได้ยินและรับรู้ได้ด้วยเครื่องมือทางกายภาพเท่านั้น ในการลงทะเบียนและศึกษาคุณสมบัติของคลื่นเสียง เราใช้คอมพิวเตอร์ซึ่งปัจจุบันนักฟิสิกส์ใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิจัย มีการติดตั้งโปรแกรมการวิจัยพิเศษบนคอมพิวเตอร์และมีการเชื่อมต่อไมโครโฟนที่รับการสั่นสะเทือนของเสียง (ภาคผนวก 4) ดูที่หน้าจอ บนหน้าจอคุณจะเห็นภาพกราฟิกของการสั่นของเสียง กราฟนี้แสดงถึงอะไร? ( ไซนัสอยด์)

ลองทำการทดลองด้วยส้อมเสียงด้วยขนนก เราตีส้อมเสียงด้วยค้อนยาง นักเรียนเห็นการสั่นสะเทือนของส้อมเสียง แต่ไม่ได้ยินเสียงใดๆ

คำถาม:ทำไมถึงมีการสั่นสะเทือนแต่คุณไม่ได้ยินเสียง?

ปรากฎว่าหูของมนุษย์รับรู้ช่วงเสียงตั้งแต่ 16 Hz ถึง Hz ซึ่งเป็นเสียงที่ได้ยิน

ฟังผ่านคอมพิวเตอร์และสังเกตการเปลี่ยนแปลงของความถี่ของช่วง (ภาคผนวก 5) ให้ความสนใจว่ารูปร่างของคลื่นไซน์เปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อความถี่ของการสั่นของเสียงเปลี่ยนแปลง (ระยะเวลาการสั่นลดลง ดังนั้นความถี่จึงเพิ่มขึ้น)

มีเสียงต่างๆ ที่ไม่สามารถได้ยินจากหูของมนุษย์ได้ เหล่านี้คืออินฟราซาวด์ (ช่วงการสั่นน้อยกว่า 16 Hz) และอัลตราซาวนด์ (ช่วงมากกว่า Hz) คุณเห็นไดอะแกรมของช่วงความถี่บนกระดาน ร่างลงในสมุดบันทึกของคุณ (ภาคผนวก 5) จากการศึกษาอินฟาเรดและอัลตราซาวนด์ทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบอะไรมากมาย คุณสมบัติที่น่าสนใจคลื่นเสียงเหล่านี้ เกี่ยวกับสิ่งเหล่านี้ ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเพื่อนร่วมชั้นของคุณจะบอกเรา (ภาคผนวก 6)

4. การรวมเนื้อหาที่ศึกษา

เพื่อเสริมเนื้อหาที่เรียนในชั้นเรียน ฉันแนะนำให้เล่นเกม TRUE-FALSE ฉันอ่านสถานการณ์แล้วคุณชูป้ายที่ระบุว่า TRUE หรือ FALSE และอธิบายคำตอบของคุณ

คำถาม. 1. แหล่งกำเนิดเสียงมาจากวัตถุที่มีการสั่นจริงหรือไม่? (ขวา).

2. จริงหรือที่ในห้องโถงที่เต็มไปด้วยผู้คนเสียงดนตรีดังกว่าในห้องว่างเปล่า? (ผิดเพราะห้องโถงว่างทำหน้าที่เป็นตัวสะท้อนการสั่นสะเทือน)

3. จริงหรือไม่ที่ยุงกระพือปีกเร็วกว่าแมลงภู่? (ถูกต้องเพราะเสียงที่เกิดจากยุงสูงกว่า ความถี่ของการสั่นสะเทือนของปีกจึงสูงกว่า)

4. จริงหรือไม่ที่การสั่นสะเทือนของส้อมเสียงที่มีเสียงจะดับเร็วขึ้นหากวางขาไว้บนโต๊ะ? (ถูกต้องเนื่องจากการสั่นสะเทือนของส้อมเสียงถูกส่งไปยังโต๊ะ)

5. ค้างคาวมองเห็นโดยใช้เสียงจริงหรือไม่? (ถูกต้องเพราะค้างคาวปล่อยอัลตราซาวนด์แล้วฟังสัญญาณที่สะท้อน)

6. เป็นความจริงหรือไม่ที่สัตว์บางชนิด “ทำนาย” แผ่นดินไหวโดยใช้อินฟาเรด? (จริงอยู่ เช่น ช้างรู้สึกถึงแผ่นดินไหวล่วงหน้าหลายชั่วโมงและรู้สึกตื่นเต้นอย่างมาก)

7. จริงหรือไม่ที่อินฟาเรดทำให้เกิด ผิดปกติทางจิตในผู้คน? (ใช่แล้วที่เมืองมาร์กเซย (ฝรั่งเศส) ข้างๆ ศูนย์วิทยาศาสตร์มีการสร้างโรงงานขนาดเล็ก ไม่นานหลังจากการเปิดตัว ก็มีการค้นพบปรากฏการณ์ประหลาดในห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์แห่งหนึ่ง หลังจากอยู่ในห้องของเธอสองสามชั่วโมง ผู้วิจัยก็กลายเป็นคนโง่อย่างยิ่ง เขามีปัญหาในการแก้ปัญหาแม้แต่ปัญหาง่ายๆ)

และโดยสรุป ฉันแนะนำว่าจากตัวอักษรที่ตัดมา โดยการจัดเรียงใหม่ คุณจะได้ คำหลักบทเรียน.

KVZU – เสียง

RAMTNOCKE – ส้อมเสียง

ลองอัคซูฟลู – อัลตราซาวนด์

FRAKVZUNI - อินฟราซาวน์

โอคลาบียา – การสั่น

5. สรุปบทเรียนและการบ้าน

สรุปบทเรียน ในระหว่างบทเรียนเราพบว่า:

ว่าร่างกายที่สั่นสะเทือนนั้นทำให้เกิดเสียง

เสียงเดินทางผ่านอากาศในรูปของคลื่นเสียง

เสียงมีทั้งแบบได้ยินและไม่ได้ยิน

อัลตราซาวนด์เป็นเสียงที่ไม่ได้ยินซึ่งมีความถี่การสั่นสะเทือนสูงกว่า 20 kHz;

อินฟราซาวด์เป็นเสียงที่ไม่ได้ยินซึ่งมีความถี่การสั่นต่ำกว่า 16 เฮิรตซ์

อัลตราซาวด์ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

การบ้าน:

1. §34 เช่น 29 (เพอริชกิน ชั้น 9)

2. ดำเนินการให้เหตุผลต่อไป:

ฉันได้ยินเสียงของ: ก) แมลงวัน; b) วัตถุที่ตกลงมา; ค) พายุฝนฟ้าคะนอง เพราะ...

ฉันไม่ได้ยินเสียง: ก) จากนกพิราบปีนเขา; b) จากนกอินทรีที่โผบินสู่ท้องฟ้า เพราะ...

มาดูปรากฏการณ์ทางเสียงกันดีกว่า

โลกแห่งเสียงรอบตัวเรามีความหลากหลาย - เสียงของผู้คนและเสียงดนตรี เสียงนกร้องและเสียงผึ้ง ฟ้าร้องขณะเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง และเสียงของป่าในสายลม เสียงรถยนต์ที่แล่นผ่าน เครื่องบิน และวัตถุอื่น ๆ .

ใส่ใจ!

แหล่งกำเนิดเสียงคือร่างกายที่สั่นสะเทือน

ตัวอย่าง:

มายึดไม้บรรทัดโลหะที่ยืดหยุ่นไว้ในที่รองกัน หากเป็นส่วนที่ว่าง ความยาวจะถูกเลือกด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง การเคลื่อนไหวแบบสั่นจากนั้นไม้บรรทัดจะส่งเสียง (รูปที่ 1)

ดังนั้นไม้บรรทัดที่สั่นจึงเป็นแหล่งกำเนิดของเสียง

ลองพิจารณาภาพของสายที่มีเสียงซึ่งปลายได้รับการแก้ไขแล้ว (รูปที่ 2) เส้นโครงที่เบลอของสายนี้และความหนาที่ปรากฏตรงกลางแสดงว่าสายนั้นกำลังสั่น

หากคุณนำปลายของแถบกระดาษเข้าใกล้กับสายที่มีเสียง แถบกระดาษจะกระดอนจากการกระแทกของสาย ในขณะที่เชือกสั่น ก็ได้ยินเสียง หยุดสายและเสียงหยุดลง

รูปที่ 3 แสดงส้อมเสียง - แท่งโลหะโค้งบนขาซึ่งติดตั้งอยู่บนกล่องเรโซเนเตอร์

หากคุณตีส้อมเสียงด้วยค้อนนุ่ม (หรือใช้คันธนูจับไว้) ส้อมเสียงจะดังขึ้น (รูปที่ 4)

ให้เรานำลูกบอลแสง (ลูกปัดแก้ว) ที่แขวนอยู่บนด้ายไปที่ส้อมเสียงซึ่งมีเสียง - ลูกบอลจะเด้งออกจากส้อมเสียงซึ่งบ่งบอกถึงการสั่นสะเทือนของกิ่งก้านของมัน (รูปที่ 5)

หากต้องการ "บันทึก" การแกว่งของส้อมเสียงด้วยความถี่ธรรมชาติต่ำ (ประมาณ \(16\) Hz) และการสั่นที่มีแอมพลิจูดสูง คุณสามารถขันแถบโลหะบางและแคบด้วยจุดที่ปลายถึงปลาย หนึ่งในสาขาของมัน ปลายจะต้องงอลงและแตะแผ่นกระจกรมควันที่วางอยู่บนโต๊ะเบา ๆ เมื่อจานเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วภายใต้กิ่งก้านที่สั่นของส้อมเสียง ปลายจะทิ้งเครื่องหมายไว้บนจานในรูปของเส้นหยัก (รูปที่ 6)

เส้นหยักที่วาดบนจานโดยมีจุดอยู่ใกล้กับไซนัสอยด์มาก ดังนั้น เราสามารถสรุปได้ว่าส้อมเสียงแต่ละสาขาทำการสั่นแบบฮาร์มอนิก

การทดลองต่างๆ ระบุว่าแหล่งกำเนิดเสียงใดๆ จำเป็นต้องสั่นสะเทือน แม้ว่าการสั่นสะเทือนเหล่านี้จะมองไม่เห็นด้วยตาก็ตาม เช่น เสียงคนและสัตว์ต่างๆ เกิดขึ้นเนื่องจากการสั่นของเส้นเสียง เสียงเครื่องดนตรีประเภทลม เสียงไซเรน เสียงนกหวีดของลม เสียงใบไม้ที่ส่งเสียงกรอบแกรบ และ เสียงฟ้าร้องเกิดจากการสั่นของมวลอากาศ

ใส่ใจ!

ไม่ใช่ทุกตัวที่สั่นจะเป็นแหล่งกำเนิดเสียง

ตัวอย่างเช่น ตุ้มน้ำหนักที่แกว่งไปมาบนเกลียวหรือสปริงจะไม่ส่งเสียง ไม้บรรทัดโลหะจะหยุดส่งเสียงเช่นกัน หากปลายด้านที่ว่างของมันยาวขึ้นมากจนความถี่การสั่นสะเทือนจะน้อยกว่า \(16\) Hz

หูของมนุษย์สามารถรับรู้เป็นเสียงการสั่นสะเทือนทางกลที่มีความถี่ตั้งแต่ \(16\) ถึง \(20,000\) เฮิรตซ์ (โดยปกติจะส่งผ่านอากาศ)

การสั่นสะเทือนทางกล ซึ่งมีความถี่อยู่ในช่วง \(16\) ถึง \(20,000\) Hz เรียกว่าเสียง

ขอบเขตของช่วงเสียงที่ระบุนั้นจะขึ้นอยู่กับอายุของคนและลักษณะเฉพาะของเครื่องช่วยฟัง โดยทั่วไปแล้ว เมื่ออายุมากขึ้น ขีดจำกัดความถี่สูงสุดของเสียงที่รับรู้จะลดลงอย่างมาก ผู้สูงอายุบางคนสามารถได้ยินเสียงที่มีความถี่ไม่เกิน \(6000\) Hz ในทางกลับกัน เด็กสามารถรับรู้เสียงที่มีความถี่สูงกว่า \(20,000\) Hz เล็กน้อย

การสั่นสะเทือนทางกลที่มีความถี่เกิน \(20,000\) เฮิรตซ์เรียกว่าอัลตราโซนิก และการสั่นสะเทือนที่มีความถี่น้อยกว่า \(16\) เฮิรตซ์เรียกว่าอินฟราโซนิก

อัลตราซาวด์และอินฟราซาวด์แพร่หลายในธรรมชาติพอๆ กับคลื่นเสียง พวกมันถูกปล่อยออกมาและใช้สำหรับ “การเจรจา” โดยโลมา ค้างคาว และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ

แหล่งกำเนิดเสียง การสั่นสะเทือนของเสียง

มนุษย์อาศัยอยู่ในโลกแห่งเสียง เสียงสำหรับมนุษย์เป็นแหล่งข้อมูล เขาเตือนผู้คนเกี่ยวกับอันตราย เสียงเพลงนกร้องทำให้เราเพลิดเพลิน เรายินดีรับฟังคนที่มีน้ำเสียงไพเราะ เสียงมีความสำคัญไม่เพียงแต่สำหรับมนุษย์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงสัตว์ด้วย ซึ่งการตรวจจับเสียงที่ดีจะช่วยให้พวกมันมีชีวิตรอดได้

เสียง– สิ่งเหล่านี้คือคลื่นยืดหยุ่นเชิงกลที่แพร่กระจายในก๊าซ ของเหลว และของแข็งซึ่งมองไม่เห็นแต่หูมนุษย์รับรู้ได้ (คลื่นกระทบแก้วหู) คลื่นเสียงก็คือ คลื่นตามยาวการบีบอัดและการหายาก

เหตุผลเรื่องเสียง- การสั่นสะเทือน (การสั่น) ของร่างกาย แม้ว่าการสั่นสะเทือนเหล่านี้มักจะมองไม่เห็นด้วยตาของเรา

ส้อม- นี้ แผ่นโลหะรูปตัวยูซึ่งปลายอาจสั่นสะเทือนได้หลังจากถูกกระแทก ที่ตีพิมพ์ ส้อมเสียงเสียงเบามากและสามารถได้ยินได้ในระยะใกล้เท่านั้น เครื่องสะท้อนเสียง- กล่องไม้ที่สามารถติดตั้งส้อมเสียงได้เพื่อขยายเสียง ในกรณีนี้ การปล่อยเสียงเกิดขึ้นไม่เพียงแต่จากส้อมเสียงเท่านั้น แต่ยังมาจากพื้นผิวของเครื่องสะท้อนเสียงด้วย อย่างไรก็ตาม ระยะเวลาของเสียงของส้อมเสียงบนเครื่องสะท้อนเสียงจะสั้นกว่าที่ไม่มีเสียงดังกล่าว

ถ้าเราสร้างสุญญากาศ เราจะแยกแยะเสียงได้หรือไม่? Robert Boyle วางนาฬิกาในขวดแก้วในปี 1660 หลังจากสูบลมออกมา เขาไม่ได้ยินเสียงใดๆ ประสบการณ์พิสูจน์ให้เห็นว่า จำเป็นต้องมีสื่อในการเผยแพร่เสียง.

เสียงสามารถเดินทางผ่านสื่อของเหลวและของแข็งได้ ได้ยินเสียงกระทบจากหินใต้น้ำอย่างชัดเจน ให้วางนาฬิกาไว้ที่ปลายด้านหนึ่ง ไม้กระดาน. เมื่อวางหูไว้ที่ปลายอีกข้างหนึ่ง คุณจะได้ยินเสียงนาฬิกาเดินอย่างชัดเจน

แหล่งกำเนิดเสียงจำเป็นต้องเป็นวัตถุที่สั่น ตัวอย่างเช่น สายบนกีตาร์ไม่ได้ส่งเสียงในสภาวะปกติ แต่ทันทีที่เราทำให้มันสั่น คลื่นเสียงจะปรากฏขึ้น

อย่างไรก็ตาม ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าไม่ใช่ทุกตัวที่สั่นไหวจะเป็นแหล่งของเสียง ตัวอย่างเช่น น้ำหนักที่แขวนอยู่บนเส้นด้ายจะไม่ส่งเสียง แหล่งกำเนิดเสียง- ร่างกายที่สั่นสะเทือนเช่น สั่นหรือสั่นด้วยความถี่ 16 ถึง 20,000 ครั้งต่อวินาทีคลื่นดังกล่าวเรียกว่า เสียง.ร่างกายที่สั่นสะเทือนอาจเป็นของแข็ง เช่น เชือกหรือเปลือกโลก เป็นก๊าซ เช่น กระแสอากาศในเครื่องดนตรีประเภทลม หรือของเหลว เช่น คลื่นบนน้ำ

เรียกว่าการสั่นที่มีความถี่น้อยกว่า 16 Hz อินฟาเรด. เรียกว่าการสั่นที่มีความถี่มากกว่า 20,000 เฮิรตซ์ อัลตราซาวนด์.

คลื่นเสียง(การสั่นสะเทือนของเสียง) คือการสั่นสะเทือนทางกลของโมเลกุลของสาร (เช่นอากาศ) ที่ส่งผ่านในอวกาศ ลองจินตนาการว่าคลื่นเสียงแพร่กระจายในอวกาศได้อย่างไร เนื่องจากการรบกวนบางประการ (เช่น จากการสั่นของกรวยลำโพงหรือสายกีตาร์) ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวและการสั่นของอากาศ ณ จุดใดจุดหนึ่งในอวกาศ ทำให้เกิดแรงดันตกในบริเวณนี้เนื่องจากอากาศเป็น บีบอัดระหว่างการเคลื่อนไหวทำให้เกิดแรงดันเกิน ดันชั้นอากาศโดยรอบ ชั้นเหล่านี้ถูกบีบอัด ซึ่งในทางกลับกันจะสร้างแรงกดดันส่วนเกินอีกครั้ง ซึ่งส่งผลกระทบต่อชั้นอากาศข้างเคียง ดังนั้น ราวกับว่าเป็นไปตามสายโซ่ การรบกวนเริ่มต้นในอวกาศจะถูกส่งจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง กระบวนการนี้อธิบายกลไกการแพร่กระจายของคลื่นเสียงในอวกาศ วัตถุที่สร้างความปั่นป่วน (การสั่น) ในอากาศเรียกว่า แหล่งกำเนิดเสียง

แนวคิดที่เราทุกคนคุ้นเคยคือ “ เสียง"หมายถึงเพียงชุดของการสั่นสะเทือนของเสียงที่เครื่องช่วยฟังของมนุษย์รับรู้ได้ เราจะพูดคุยในภายหลังเกี่ยวกับการสั่นสะเทือนที่บุคคลรับรู้และสิ่งใดที่พวกเขาทำไม่ได้

ลักษณะเสียง

การสั่นสะเทือนของเสียง เช่นเดียวกับการสั่นสะเทือนทั้งหมดโดยทั่วไป ดังที่ทราบจากฟิสิกส์ มีลักษณะเฉพาะคือแอมพลิจูด (ความเข้ม) ความถี่ และเฟส

เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการแพร่กระจายของคลื่นเสียงคือการมีสื่อวัสดุอยู่ ในสุญญากาศ คลื่นเสียงจะไม่แพร่กระจาย เนื่องจากไม่มีอนุภาคในนั้นที่ส่งปฏิสัมพันธ์จากแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือน

เกี่ยวกับคลื่นเสียง เป็นสิ่งสำคัญมากที่ต้องพูดถึงคุณลักษณะเช่นความเร็วของการแพร่กระจาย

ในแต่ละสื่อ เสียงเดินทางด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน

ความเร็วเสียงในอากาศประมาณ 340 เมตร/วินาที

ความเร็วเสียงในน้ำคือ 1,500 เมตร/วินาที

ความเร็วของเสียงในโลหะและเหล็ก - 5,000 m/s

ระดับเสียง ระดับเสียง และระดับเสียง

เสียงจะแตกต่างกัน เพื่อกำหนดลักษณะของเสียง จึงมีการใช้ระดับเสียงพิเศษ ได้แก่ ระดับเสียง ระดับเสียง และเสียงต่ำ

ระดับเสียงขึ้นอยู่กับแอมพลิจูดของการสั่นสะเทือน ยิ่งแอมพลิจูดของการสั่นสะเทือนมากเท่าไร เสียงก็จะดังมากขึ้นเท่านั้น นอกจากนี้ การรับรู้ระดับเสียงด้วยหูของเรายังขึ้นอยู่กับความถี่ของการสั่นสะเทือนในคลื่นเสียงด้วย คลื่นความถี่ที่สูงกว่าจะถูกมองว่าดังกว่า

หน่วยของระดับเสียงคือ 1 เบล (เพื่อเป็นเกียรติแก่อเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์ ผู้ประดิษฐ์โทรศัพท์) ระดับเสียงคือ 1 B หากพลังเสียงเป็น 10 เท่าของเกณฑ์การได้ยิน

ในทางปฏิบัติ ความดังจะวัดเป็นเดซิเบล (dB)

1 เดซิเบล = 0.1B 10 เดซิเบล - เสียงกระซิบ; 20–30 เดซิเบล - มาตรฐานเสียงรบกวนในที่พักอาศัย

50 dB – การสนทนาระดับเสียงปานกลาง;

70 เดซิเบล – เสียงเครื่องพิมพ์ดีด;

80 เดซิเบล – เสียงเครื่องยนต์รถบรรทุกทำงาน;

120 เดซิเบล – เสียงรถแทรคเตอร์วิ่งที่ระยะ 1 เมตร

130 dB - เกณฑ์ความเจ็บปวด

เสียงดังเกิน 180 dB อาจทำให้แก้วหูแตกได้

ความถี่เสียง ระดับของคลื่นเป็นตัวกำหนดระดับเสียง ยิ่งความถี่การสั่นสะเทือนของแหล่งกำเนิดเสียงสูงเท่าไร เสียงก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น เสียงของมนุษย์แบ่งออกเป็นหลายช่วงระดับเสียง

เสียงจากที่แตกต่างกัน แหล่งกำเนิด x คือชุดของการสั่นฮาร์มอนิกของความถี่ต่างๆ ส่วนประกอบมากที่สุดช่วงความถี่ต่ำสุด (ความถี่ต่ำสุด) เรียกว่าเสียงพื้นฐาน ส่วนประกอบของเสียงที่เหลือคือเสียงหวือหวา ชุดของส่วนประกอบเหล่านี้สร้างสีสันku เสียงต่ำ ชุดของเสียงหวือหวาในเสียงของคนต่าง ๆ อย่างน้อยก็แตกต่างกันเล็กน้อยสิ่งนี้จะกำหนดเสียงต่ำโดยเฉพาะเสียงเหล่านั้น

ตามตำนาน พีธาโกพีทั้งหมด เสียงดนตรีเรียงกันเป็นแถวแตกซีรีส์นี้แบ่งออกเป็นส่วน - อ็อกเทฟ - และ

อ็อกเทฟ - เป็น 12 ส่วน (7 ส่วนหลักใหม่และ 5 ครึ่งเสียง) มีทั้งหมด 10 อ็อกเทฟ โดยปกติจะใช้ 7–8 อ็อกเทฟในการแสดงดนตรี เสียงที่มีความถี่มากกว่า 3,000 เฮิรตซ์จะไม่ถูกใช้เป็นโทนเสียงดนตรี แต่จะคมและแหลมเกินไป