Ακουστική είναι ένας τομέας σπουδών στη Φυσική που μελετά όλες τις πτυχές που σχετίζονται με τα μηχανικά κύματα, όπως ήχος, υπερήχους και δονήσεις που διαδίδονται σε στερεά, υγρά και αέρια μέσα. Επικεντρώνεται στη μελέτη φαινομένων όπως διάδοση, αντανάκλαση, απορρόφηση και παρεμβολή μεταξύ των ηχητικών κυμάτων.
Δείτε επίσης: Ταξινόμηση κυμάτων - τύποι, μορφές διάδοσης και χαρακτηριστικά
Ήχος
Ο ήχοςείναι ένα μηχανικό κύμα και, για αυτόν τον λόγο, μπορεί να διαδίδεται μόνο σε υλικά μέσα, όπως αέρας, νερό ή μέταλλα. Ο η διάδοση του ήχου είναι τρισδιάστατη, είναι ηχητικό κύμα διαδίδεται με κυκλικό τρόπο σε ομοιογενές μέσο, καλύπτοντας ίσες αποστάσεις σε όλες τις κατευθύνσεις. Επίσης, ο ήχος είναι εγκάρσιο κύμα, δηλαδή, τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν προς την ίδια κατεύθυνση με τη διαταραχή που τους προκάλεσε.
Εσείς ήχοιακουστός από τους ανθρώπους εμπίπτουν σε ένα εύρος συχνοτήτων που ονομάζεται ακουστικό φάσμα. Αυτές οι συχνότητες κατανέμονται, κατά μέσο όρο,
μεταξύ 20 Hz και 20.000 Hz. Οι ήχοι των συχνοτήτων κάτω των 20 Hz καλούνται υπέρυθροι, ενώ οι ήχοι με συχνότητα μεγαλύτερη από 800 Hz είναι γνωστοί ως υπέρηχος.Η ανίχνευση του υπερηχογράφημα και υπερηχογράφημα χρησιμοποιείται σε μεγάλο αριθμό τεχνολογιών και οι εφαρμογές είναι πολλές:
ανίχνευση σεισμών ·
διεξαγωγή εξετάσεων
μελέτη υπόγειων κατασκευών κ.λπ.
Ο ταχύτητασεδιάδοση των ηχητικών κυμάτων είναιμεσαίο χαρακτηριστικό όπου ταξιδεύουν αυτά τα κύματα. Ένα τέτοιο χαρακτηριστικό εξαρτάται από παράγοντες όπως η πυκνότητα, η θερμοκρασία και η ελαστικότητα του μέσου. Γενικά, τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν γρηγορότερα σε στερεά μέσα όπως μέταλλα.
Δείτε επίσης: 5 πράγματα που πρέπει να γνωρίζετε για τα ηχητικά κύματα
Ακουστικοί τύποι
Στο ακουστικές φόρμουλες Χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό των χαρακτηριστικών του ήχου, όπως ταχύτητα διάδοσης, συχνότητα, μήκος κύματος, ένταση ήχου κ.λπ. Δείτε τα κύρια παρακάτω!
β - ταχύτητα ήχου (m / s)
λ - μήκος κύματος (m)
φά - συχνότητα (Hz)
Ο ακόλουθος τύπος χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του επιπέδου έντασης ήχου του ήχου σε ντεσιμπέλ:
Εγώ0 - το όριο της ανθρώπινης ακοής (10)-12 W / m²)
Εγώ - ένταση ήχου (W / m²)
Ο ακόλουθος τύπος χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της φαινομενικής συχνότητας όταν μια πηγή ήχου κινείται σε σχέση με έναν παρατηρητή:
φά - φαινόμενη συχνότητα (Hz)
φά0 - συχνότητα πηγής εκπομπής (Hz)
βμικρό - ταχύτητα ήχου (m / s)
βφά - ταχύτητα πηγής ήχου (m / s)
βΜ - μέση ταχύτητα (m / s)
Ακουστική και μουσική
Η Acoustics έχει άμεσες εφαρμογές στη μουσική και μία από αυτές είναι η μελέτη αρμονικών σε χορδές και σε ηχητικούς σωλήνες, που χρησιμοποιούνται στα περισσότερα μουσικά όργανα. Θέλετε να μάθετε περισσότερα για το θέμα; Αποκτήστε πρόσβαση στο συγκεκριμένο κείμενο: Φυσική στο iμουσικά όργανα.
Δείτε επίσης: Φυσιολογικά χαρακτηριστικά του ήχου - ένταση, χροιά και βήμα
Επιλυμένες ασκήσεις ακουστικής
Ερώτηση 1 -Το φαινόμενο που συμβαίνει λόγω του γεγονότος ότι τα ηχητικά κύματα υφίστανται μια φαινομενική αλλαγή στη συχνότητα λόγω της σχετικής κίνησης μεταξύ της πηγής εκπομπής και του παρατηρητή ονομάζεται:
α) περίθλαση.
β) Εφέ Doppler.
γ) Εφέ Tindall.
δ) πόλωση.
Ανάλυση:
Το φαινόμενο που προκαλεί την φαινομενική αλλαγή στη συχνότητα των κυμάτων είναι γνωστό ως Φαινόμενο Ντόπλερ, έτσι η σωστή εναλλακτική λύση είναι η γράμμα Β.
Ερώτηση 2 - Η «ένταση» του ήχου είναι στην πραγματικότητα η ένταση των ηχητικών κυμάτων, δηλαδή η ποσότητα ενέργειας που μεταδίδεται από τον ήχο κάθε δευτερόλεπτο, κάθε τετραγωνικό μέτρο. Ελέγξτε την εναλλακτική λύση που παρουσιάζει τη μονάδα μέτρησης που αντιστοιχεί στην ένταση του ήχου.
α) m / s
β) m³
γ) kg.m / s²
δ) W / m²
Ανάλυση:
Όπως αναφέρεται στη δήλωση, η ένταση του ήχου είναι η ισχύς ανά τετραγωνικό μέτρο, οπότε η σωστή εναλλακτική είναι η γράμμα Δ.
Από τον Rafael Hellerbrock
Καθηγητής φυσικής