Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ -

МСХА ИМЕНИ К.А. ТИМИРЯЗЕВА»

Реферат по дисциплине: «Физика» Тема: «Звуковые колебания, громкость тон, высота тона, шум. Акустический резонанс».

Выполнила: студентка гр. 101 ф-та ПАЭ Проверил: Лёвкин Иван Вячеславович

Москва

2014

Содержание:

Введение

1. Звуковые колебания

2. Громкость тона, высота тона, шум

а) Классификация шумов

б) Цвета шумов

3. Акустический резонанс

Заключение

Список использованных материалов

Введение

Мы живем в мире, полном информации, и основная её часть проходит через наши глаза и уши. Считается, что визуальная информация наиболее значимая, но и слуховая не менее важна. Нас окружает мир звуков, это и музыка и шумы разной природы, и речь человека. Поэтому необходимо изучать природу звука, законы и уравнения, которые описывают его происхождение и распространение. Эти знания нужны людям различных профессий: военным, музыкантам, биологам, строителям, звукорежиссерам и архитекторам, геологам, сейсмологам. Все они так или иначе сталкиваются с различными сторонами практического распространения звука. С помощью звуковых сигналов биологи исследуют пути миграции перелётных птиц, находят стаи рыб в океане. Распространение звука важно для музыкантов и строителей. Геологи постоянно используют ультразвук для поиска полезных ископаемых, сейсмологи, на основе распространения звука, предсказывают землетрясения и цунами. Военные, с помощью звука умеют определять, например, тип подводных лодок. Всё это только лишний раз доказывает важность изучения природы звука.

1. Звуковые колебания

Звук – это колебания, т.е. периодическое механическое возмущение в упругих средах – газообразных, жидких и твердых. Такое возмущение, представляющее собой некоторое физическое изменение в среде (например, изменение плотности или давления, смещение частиц), распространяется в ней в виде звуковой волны.

Звуковая волна (звуковые колебания) – это передающиеся в пространстве механические колебания молекул вещества (например, воздуха). Каким образом происходит распространение звуковых волн в пространстве? В результате каких-то возмущений (например, в результате колебаний диффузора громкоговорителя или гитарной струны), вызывающих движение и колебания воздуха в определенной точке пространства, возникает перепад давления в этом месте, так как воздух в процессе движения сжимается, в результате чего возникает избыточное давление, толкающее окружающие слои воздуха. Эти слои сжимаются, что в свою очередь снова создает избыточное давление, влияющее на соседние слои воздуха. Так, как бы по цепочке, происходит передача первоначального возмущения в пространстве из одной точки в другую. Этот процесс описывает механизм распространения в пространстве звуковой волны. Тело, создающее возмущение (колебания) воздуха, называют источником звука.

Так же звуковые колебания- это колебания с частотой от 20 Гц до 20кГц, которое способно воспринимать человеческое ухо.

Звуковым волнам присущи различные явления, связанные с распространением волн в пространстве. Основные из них:

Интерференция - усиление колебаний звука в одних точках пространства и ослабление колебаний в других точках в результате наложения двух или нескольких звуковых волн. Когда мы слышим звуки разных, но достаточно близких частот сразу от двух источников, к нам приходят то гребни обеих звуковых волн, то гребень одной волны и впадина другой. В результате наложения двух волн, звук то усиливается, то ослабевает, что воспринимается на слух как биения. Этот эффект называется интерференцией во времени.

Рефракция

Звуковая волна, при ее падении на границу раздела с другой средой, может отразиться от границы раздела, пройти в другую среду, изменить направление движения - преломиться от границы раздела, поглотиться или одновременно совершить несколько из перечисленных действий. Степень поглощения и отражения зависит от свойств сред на границе раздела.

Поглощение звуковых волн

Энергия звуковой волны в процессе ее распространения поглощается средой. Существование эффекта поглощения обусловлено процессами теплообмена и межмолекулярного взаимодействия в среде. Степень поглощения звуковой энергии зависит как от свойств среды (температура, давление, плотность), так и от частоты звуковых колебаний: чем выше частота звуковых колебаний, тем большее рассеяние претерпевает на своем пути звуковая волна.

Реверберация (от лат. « reverbero » - «отбрасываю»).

Явление волнового движения в замкнутом объеме, суть которого состоит в отражении звуковых волн от стенок некоторого закрытого пространства. Отражения звуковых колебаний могут сильно влиять на конечное восприятие звука- изменять его окраску, насыщенность, глубину. Так, звук идущий от источника, расположенного в закрытом помещении, многократно ударяясь и отражаясь от стен помещения, воспринимается слушателем как звук, сопровождающийся специфическим гулом. Такой гул называется реверберацией.

Дифракция

Способность огибать препятствия – еще одно ключевое свойство звуковых волн. Степень огибания зависит от соотношения между длиной звуковой волны (ее частотой) и размером стоящего на ее пути препятствия или отверстия. Если размер препятствия оказывается намного больше длины волны, то звуковая волна отражается от него. Если же размеры препятствия оказываются сопоставимыми с длиной волны или оказываются меньше ее, то звуковая волна дифрагирует.

Резонанс

Суть звукового эффекта в том, что звуковая волна, создаваемая некоторым колеблющимся телом, распространяясь в пространстве, может переносить энергию колебаний другому телу (резонатору), которое, поглощая эту энергию, начинает колебаться, и, фактически, само становится источником звука. Так исходная звуковая волна усиливается, и звук становится громче. В случае появления резонанса, энергия звуковой волны расходуется на «раскачивание» резонатора, что соответственно сказывается на длительности звучания.

ω₀ - циклическая частота собственных колебаний системы

ω - циклическая частота вынуждающей силы

Эффект Допплера

Еще один звуковой эффект, связанный с распространением звуковых волн в пространстве. Эффект заключается в том, что длина волны изменяется соответственно изменению скорости движения слушателя относительно источника волны. Чем быстрее слушатель (регистрирующий датчик) приближается к источнику волны, тем регистрируемая им длина волны становится меньше и наоборот.