31. Випромінювання звукових хвиль

Майже кожне тіло, яке може коливатися в необхідному інтервалі час­тот, може бути джерелом звуку. На практиці використовують лише ті дже­рела, які відповідають певним вимогам. Енергія тіла коливального руху повинна добре передаваться навколишньому середовищу. Для цього необ­хідно використати середовище для утворення коливань. Крім того, розміри коливального тіла повинні бути співрозмірні з довжиною хвилі. Так, ка­мертон добре випромінює звукові хвилі на ящику, розміри якого рівні чет­вертій частині довжини хвилі. Таким чином випромінюють звукові хвилі і інші музикальні інструменти.

Друга вимога до джерела звуку – це властивість відтворювати широкий діапазон частот без спотворень.

Якщо випромінювач звуку працює на одній частоті, то намагаються наблизити власну частоту випромінювача до частоти хвилі, яку він випро­мінює. В цьому випадку внаслідок резонансу значно збільшується потужність випромінювання і ККД випромінювача.

32. Ультра- та інфразвуки

Хвилі, частота яких більша за 20000 Гц, називаються ультразвуковими. Мають властивості: прямолінійно поширюються, відбиваються, залом­люються, проникають в інші тіла, мають велику біологічну і хімічну дію. Використовуються в медицині, дефектоскопії, локації, для очистки газів, деталей тощо. Ультразвук певної частоти та інтенсивності підвищує сходимість насіння, прискорює ріст рослин.

Хвилі, частота яких менша за 16 Гц, називаються інфразвуковими. Для них характерне мале поглинання в різних середовищах, внаслідок чого вони можуть поширюватися на дуже великі відстані. Інфразвук використо­вують для визначення місця потужних вибухів, передбачення хвиль «цу­намі», землетрусів. Проте він шкідливо діє на внутрішні органи людини, викликає симптоми «морської хвороби».

Звуки великої гучності можуть шкідливо впливати на людину та оточу­юче середовище. Шум гучністю 130 дб уже викликає відчуття болю. Трива­ла дія таких звуків на людину стає причиною уражень центральної нервової системи, запоморочень, глухоти тощо. На шуми реагують й тварини. Вони неспокійно поводять себе біля шумних автострад, тому в заповідних місцях намагаються не прокладати доріг.

Тривала дія на людину ультра- та інфразвуками також спричинює роз­лад здоров'я, причому небезпека зростає із підвищенням інтенсивності зву­ку. Інфразвукові коливання великих вентиляційних труб, коливання вітряків, що виробляють електроенергію, обертання млинів негативно впливають на самопочуття людей, які знаходяться поблизу.

Електромагнітні коливання і хвилі

У цьому розділі електродинаміки вивчаються закони, за якими відбува­ються електромагнітні коливання і поширюються електромагнітні хвилі, та їх застосування для виробництва і передачі електричної енергії, інформації.

1. Коливальний контур

Електромагнітні коливання було відкрито при вивченні процесу розрядки конденсатора на котушку. Заряджений конденсатор підклю­чили до котушки, в яку вставили стальні шпиці. При однакових умовах досліду шпиці намагнічувались у котушці по-різному. Це підтверджувало, що при однакових умовах струм у котушці протікає в різні напрями.

Періодичні або майже періодичні зміни за­ряду, сили струму, напруги, ЕРС називають­ся електричними (електромагнітними) коливаннями.

Спостерігають їх за допомогою осцилографа або гальванометра, включеного між котушкою та конденсатором. Вони затухають, бо котушка має

опір. Це вільні коливання. Вимушені електричні коливання відбуваються в колі під дією періодичної електрорушійної сили.

Котушка, підключена до конденсатора, називається коливальним кон­туром.