Как возникает звук?

PROcent:

Звук

Звук — вид энергии, которую воспринимает слух. Он возникает из-за колебаний в твердой, жидкой и газообразной среде, который распространяются в виде волн.

Мы привыкли считать, что звук распространяется только в воздухе, но в действительности он воспринимается и через другую среду. Например, погрузив голову в ванну, мы будем слышать, что происходит в комнате, потому что вода и другие жидкости хорошо проводят звук. А шумные соседи мешают нам из-за того, что их громкие голоса доносятся сквозь пол и стены — твердые вещества.

Возникновение звука

Извлечь звук несложно, ударив двумя предметами — например, крышками от кастрюль. Они начинают звучать, так при ударе мы передаем им энергию, заставляя их вибрировать (быстро колебаться). Вибрируя, предмет поочередно — то сжимает, то разжижает окружающий воздух. Поэтому давление воздуха вокруг него — то растет, то падает. Эти слабые колебания воздуха создают звуковые волны. Они достигают наших барабанных перепонок, и мы слышим звук.

Колебания воздуха

Звук образуется едва уловимого перепадами давления воздуха. Когда кто-то разговаривает рядом с нами, он заставляет давление воздуха может повышаться, то снижаться примерно на 0,01 процента от нормального. Такое же давление мы ощущаем, положив на ладонь лист бумаги. Воздух, колеблется, заставляя вибрировать тонкую мембрану в ухе, которая называется барабанной перепонкой. Вот почему мы воспринимаем колебания воздуха как звук. Но наш слух улавливает не все колебания. Во-первых, колебание должно быть достаточно сильным, чтобы мы могли уловить, а во-вторых, не слишком быстрым и не слишком медленным — иначе говоря, оно должно иметь определенную частоту.

Распространение звука

Звуковые волны распространяются от вибрирующего объекта стороны. Чем дальше от нас находится источник звука, тем больше энергии тратят волны на своем пути, и поэтому звук становится тише. От твердых поверхностей — например, от стекла и каменных стен волны отражаются, порождая эхо. Если человек, который разговаривает, находится в одной комнате с нами, звук ее голоса доходит до нашего слуха и прямо и отразившись от стен, пола и потолка. Если помещение большое, возникает громкое эхо, это явление называется реверберацией.

Громкость

Чем сильнее мы ударим по предмету, то энергичнее он колебаться, создавая ощутимые изменения давления воздуха, а значит, звук становится громче. Наше ухо может воспринимать перепады давления в очень широком диапазоне. Люди с острым слухом могут почувствовать перепад, который в миллионы раз меньше атмосферного давления; звук такой громкости создает шпилька, которая упала на пол. Другую крайность представляет перепад в одну пятую от атмосферного давления — такой грохот создает отбойный молоток.

Частота

Флейта и женский голос звучат выше, чем гитара и мужской голос. Это связано с тем, что они издают звуки большей частоты, то есть имеют меньшую длину волны.

Частоту измеряют в герцах (Гц). Наше ухо воспринимает только звуки в диапазоне от 16 до 20 000 Гц. Сигнал автомобиля имеет частоту 200 Гц, высокий женский голос берет ноты частотой до 1200 Гц, а низкий мужской бас может достичь частоты 60 Гц. Звуки с частотами до 16 Гц называются инфразвуком, а частотой 2 х 10 ^ 4 — 10 ^ 9 — ультразвуком.

Скорость звука

Звук распространяется в воздухе со скоростью около 1224 километров в час.»С понижением температуры или давления воздуха скорость звука уменьшается.»В разреженном холодном воздухе на высоте 11 километров скорость звука составляет около 1 000 километров в час.»Скорость звука в воде намного выше, чем в воздухе (около 5 400 километров в час).

Человеческий голос

Голос возникает, когда воздух поступающий из легких, проходит через голосовые связки.»Высота голоса зависит от того, насколько быстро связи вибрируют. Движением воздуха, то заполняет легкие, то выходит наружу, управляет диафрагмы. Мышцы языка и губ делают звуки, которые издают связи, понятными.»Полости носа, гортани и груди помогают усиливать звук за счет резонанса.

Когда человек говорит или поет, его голосовые связки напрягаются.»Воздух, проходящий сквозь голосовую щель, заставляет их колебаться, образуя звук.