Berapa kali panjang gelombang bunyi akan berubah? Bunyi dalam persekitaran yang berbeza

Kita tahu bahawa bunyi bergerak melalui udara. Sebab itu kita boleh dengar. Tiada bunyi boleh wujud dalam vakum. Tetapi jika bunyi dihantar melalui udara, disebabkan oleh interaksi zarahnya, bukankah ia juga dihantar oleh bahan lain? akan.

Penyebaran dan kelajuan bunyi dalam media yang berbeza

Bunyi tidak dihantar hanya melalui udara. Mungkin semua orang tahu bahawa jika anda meletakkan telinga anda ke dinding, anda boleh mendengar perbualan di bilik sebelah. Dalam kes ini, bunyi dihantar oleh dinding. Bunyi bergerak dalam air dan media lain. Selain itu, perambatan bunyi berlaku secara berbeza dalam persekitaran yang berbeza. Kelajuan bunyi berbeza-beza bergantung kepada bahan.

Adalah aneh bahawa kelajuan bunyi di dalam air hampir empat kali lebih tinggi daripada di udara. Iaitu, ikan mendengar "lebih cepat" daripada kita. Dalam logam dan kaca, bunyi bergerak lebih cepat. Ini kerana bunyi ialah getaran medium, dan gelombang bunyi bergerak lebih pantas dalam media konduktif yang lebih baik.

Ketumpatan dan kekonduksian air lebih besar daripada udara, tetapi kurang daripada logam. Sehubungan itu, bunyi dihantar secara berbeza. Apabila bergerak dari satu medium ke medium lain, kelajuan bunyi berubah.

Panjang gelombang bunyi juga berubah apabila ia melalui satu medium ke medium lain. Hanya kekerapannya tetap sama. Tetapi inilah sebabnya kita boleh membezakan siapa sebenarnya yang bercakap walaupun melalui dinding.

Memandangkan bunyi adalah getaran, semua undang-undang dan formula untuk getaran dan gelombang boleh digunakan dengan baik untuk getaran bunyi. Apabila mengira kelajuan bunyi di udara, ia juga harus diambil kira bahawa kelajuan ini bergantung pada suhu udara. Apabila suhu meningkat, kelajuan perambatan bunyi meningkat. Dalam keadaan biasa, kelajuan bunyi di udara ialah 340,344 m/s.

Bunyi ombak

Gelombang bunyi, seperti yang diketahui dari fizik, merambat dalam media elastik. Inilah sebabnya mengapa bunyi dihantar dengan baik oleh bumi. Dengan meletakkan telinga anda ke tanah, anda boleh mendengar bunyi tapak kaki, tapak kaki yang berdenting, dan sebagainya dari jauh.

Sebagai seorang kanak-kanak, semua orang mungkin seronok meletakkan telinga mereka pada rel. Bunyi roda kereta api dipancarkan di sepanjang landasan sejauh beberapa kilometer. Untuk mencipta kesan penyerapan bunyi terbalik, bahan lembut dan berliang digunakan.

Contohnya, untuk melindungi bilik daripada bunyi luar, atau, sebaliknya, untuk mengelakkan bunyi daripada keluar dari bilik ke luar, bilik itu dirawat dan kalis bunyi. Dinding, lantai dan siling ditutup dengan bahan khas berasaskan polimer berbuih. Dalam upholsteri sedemikian, semua bunyi hilang dengan cepat.

Untuk merambat bunyi, medium elastik diperlukan. Gelombang bunyi tidak boleh merambat dalam vakum, kerana tiada apa-apa untuk bergetar di sana. Ini boleh disahkan dengan eksperimen mudah. Jika kita meletakkan loceng elektrik di bawah loceng kaca, maka semasa udara dipam keluar dari bawah loceng, kita akan mendapati bahawa bunyi dari loceng akan menjadi semakin lemah dan lemah sehingga ia berhenti sepenuhnya.

Bunyi dalam gas. Adalah diketahui bahawa semasa ribut petir kita mula-mula melihat kilat dan hanya selepas beberapa lama kita mendengar bunyi guruh (Gamb. 52). Kelewatan ini berlaku kerana kelajuan bunyi di udara jauh lebih rendah daripada kelajuan cahaya yang datang dari kilat.

Kelajuan bunyi di udara pertama kali diukur pada tahun 1636 oleh saintis Perancis M. Mersenne. Pada suhu 20 °C ia bersamaan dengan 343 m/s, iaitu 1235 km/j. Perhatikan bahawa pada nilai ini kelajuan peluru yang dilepaskan dari mesingan (PK) Kalashnikov berkurangan pada jarak 800 m. Kelajuan awal peluru ialah 825 m/s, yang jauh melebihi kelajuan bunyi di udara. Oleh itu, seseorang yang mendengar bunyi tembakan atau wisel peluru tidak perlu risau: peluru ini telah melepasinya. Peluru mendahului bunyi tembakan dan sampai ke mangsa sebelum bunyi itu tiba.

Kelajuan bunyi bergantung pada suhu medium: dengan peningkatan suhu udara ia meningkat, dan dengan penurunan ia berkurangan. Pada 0 °C, kelajuan bunyi di udara ialah 331 m/s.
Bunyi bergerak pada kelajuan yang berbeza dalam gas yang berbeza. Semakin besar jisim molekul gas, semakin rendah kelajuan bunyi di dalamnya. Oleh itu, pada suhu 0 °C, kelajuan bunyi dalam hidrogen ialah 1284 m/s, dalam helium - 965 m/s, dan dalam oksigen - 316 m/s.

Bunyi dalam cecair. Kelajuan bunyi dalam cecair biasanya lebih besar daripada kelajuan bunyi dalam gas. Kelajuan bunyi dalam air pertama kali diukur pada tahun 1826 oleh J. Colladon dan J. Sturm. Mereka menjalankan eksperimen mereka di Tasik Geneva di Switzerland (Rajah 53). Di atas sebuah bot mereka membakar serbuk mesiu dan pada masa yang sama memukul loceng yang diturunkan ke dalam air. Bunyi loceng ini, menggunakan hon khas, juga diturunkan ke dalam air, ditangkap pada bot lain, yang terletak pada jarak 14 km dari yang pertama. Berdasarkan selang masa antara kilat cahaya dan ketibaan isyarat bunyi, kelajuan bunyi dalam air ditentukan. Pada suhu 8 °C ternyata kira-kira 1440 m/s.

Di sempadan antara dua media yang berbeza, sebahagian daripada gelombang bunyi dipantulkan, dan sebahagiannya bergerak lebih jauh. Apabila bunyi melalui udara ke dalam air, 99.9% tenaga bunyi dipantulkan kembali, tetapi tekanan dalam gelombang bunyi yang dihantar ke dalam air hampir 2 kali lebih besar. Sistem pendengaran ikan bertindak balas dengan tepat terhadap perkara ini. Oleh itu, sebagai contoh, jeritan dan bunyi di atas permukaan air adalah cara yang pasti untuk menakutkan hidupan marin. Seseorang yang mendapati dirinya berada di bawah air tidak akan memekakkan telinga oleh jeritan ini: apabila direndam dalam air, "palam" udara akan kekal di telinganya, yang akan menyelamatkannya daripada beban bunyi.

Apabila bunyi berpindah dari air ke udara, 99.9% tenaga dipantulkan semula. Tetapi jika semasa peralihan dari udara ke air tekanan bunyi meningkat, kini, sebaliknya, ia berkurangan secara mendadak. Atas sebab ini, sebagai contoh, bunyi yang berlaku di bawah air apabila satu batu mengenai batu lain tidak sampai kepada seseorang di udara.

Tingkah laku bunyi ini di sempadan antara air dan udara memberikan nenek moyang kita asas untuk menganggap dunia bawah air sebagai "dunia kesunyian". Oleh itu ungkapan: "Bisu seperti ikan." Walau bagaimanapun, Leonardo da Vinci juga mencadangkan untuk mendengar bunyi dalam air dengan meletakkan telinga anda pada dayung yang diturunkan ke dalam air. Menggunakan kaedah ini, anda boleh memastikan bahawa ikan itu sebenarnya agak bercakap.

Bunyi dalam pepejal. Kelajuan bunyi dalam pepejal lebih besar daripada dalam cecair dan gas. Jika anda meletakkan telinga anda pada rel, anda akan mendengar dua bunyi selepas memukul hujung rel yang satu lagi. Salah satu daripadanya akan sampai ke telinga anda dengan kereta api, yang lain melalui udara.

Bumi mempunyai kekonduksian bunyi yang baik. Oleh itu, pada zaman dahulu, semasa pengepungan, "pendengar" diletakkan di dinding kubu, yang, dengan bunyi yang dihantar oleh tanah, dapat menentukan sama ada musuh menggali ke dalam dinding atau tidak Dengan meletakkan telinga mereka ke darat, mereka juga memantau pendekatan pasukan berkuda musuh.

Pepejal mengalirkan bunyi dengan baik. Terima kasih kepada ini, orang yang kehilangan pendengaran mereka kadang-kadang dapat menari mengikut muzik yang mencapai saraf pendengaran mereka bukan melalui udara dan telinga luar, tetapi melalui lantai dan tulang.

1. Mengapa semasa ribut petir kita mula-mula melihat kilat dan kemudian baru mendengar guruh? 2. Apakah yang bergantung kepada kelajuan bunyi dalam gas? 3. Mengapakah seseorang yang berdiri di tebing sungai tidak mendengar bunyi yang timbul di bawah air? 4. Mengapakah "pendengar" yang pada zaman dahulu mengawasi kerja penggalian musuh sering membutakan orang?

Tugas eksperimen. Letakkan jam tangan anda pada satu hujung papan (atau pembaris kayu panjang) dan letakkan telinga anda pada hujung yang lain. Apa yang awak dengar? Terangkan fenomena tersebut.

Apabila menyelesaikan tugasan 22 dengan jawapan terperinci, mula-mula tulis nombor tugasan dan kemudian jawapannya. Jawapan yang lengkap harus merangkumi bukan sahaja jawapan kepada soalan, tetapi juga rasionalnya yang terperinci dan berkaitan secara logik.

Segelas teh panas ditinggalkan di dalam bilik yang besar dan sejuk. Lama kelamaan, suhu teh menjadi sama dengan suhu udara sekeliling. Bagaimanakah keamatan sinaran haba dan penyerapan haba teh berubah? Terangkan jawapan anda.

Tunjukkan jawapan

Contoh jawapan yang mungkin

Keamatan sinaran haba berkurangan, keamatan penyerapan haba kekal hampir tidak berubah.

Teh, dalam satu tangan, mengeluarkan sinar haba, sebaliknya, menyerap sinaran haba dari udara sekeliling. Pada mulanya, proses sinaran mendominasi dan teh menjadi sejuk. Apabila suhu berkurangan, keamatan sinaran haba daripada teh berkurangan sehingga ia menyamai keamatan penyerapan sinaran terma dari udara di dalam bilik. Selanjutnya, suhu teh tidak berubah.

Apabila menyelesaikan tugasan 23–26, tulis nombor tugasan dahulu dan kemudian jawapannya.

Pasang persediaan eksperimen untuk mengkaji pergantungan arus elektrik dalam perintang pada voltan di hujungnya. Gunakan sumber arus 4.5 V, voltmeter, ammeter, kunci, reostat, wayar penyambung, perintang berlabel R 1.

Dalam borang jawapan

1) lukis gambar rajah elektrik eksperimen;

2) menggunakan reostat untuk menetapkan kekuatan semasa secara bergilir. litar 0.4 A, 0.5 A dan 0.6 A dan mengukur dalam setiap kes nilai voltan elektrik pada hujung perintang, menunjukkan hasil pengukuran arus dan voltan untuk tiga kes dalam bentuk jadual (atau graf);

3) rumuskan kesimpulan tentang pergantungan arus elektrik dalam perintang pada voltan di hujungnya.

Tunjukkan jawapan

1) Skim persediaan eksperimen

2)

3) Kesimpulan: apabila arus dalam konduktor meningkat, voltan yang timbul pada hujung konduktor juga meningkat.

Tugasan 24 ialah soalan yang memerlukan jawapan bertulis. Jawapan yang lengkap harus merangkumi bukan sahaja jawapan kepada soalan, tetapi juga rasionalnya yang terperinci dan berkaitan secara logik.

Sebuah bot model terapung di dalam balang air. Adakah kedalaman tenggelam (sedimen) bot akan berubah (dan jika ia berubah, bagaimana) jika ia dipindahkan dari Bumi ke Bulan? Terangkan jawapan anda.

Tunjukkan jawapan

Contoh jawapan yang mungkin

tidak akan berubah.

Bot itu direndam di dalam air sehingga daya apungan yang bertindak ke atas bot dari air mengimbangi daya graviti. Kedalaman rendaman (draft) bot ditentukan dengan memenuhi syarat: F berat = F keluar (1). Pecutan graviti di Bulan adalah kurang daripada di Bumi. Tetapi oleh kerana kedua-dua daya adalah berkadar terus dengan pecutan jatuh bebas, maka kedua-dua daya F berat dan F ext akan berkurangan dengan bilangan kali yang sama, dan kesamaan (1) tidak akan dilanggar.

Untuk tugasan 25–26, adalah perlu untuk menulis penyelesaian yang lengkap, yang termasuk menulis keadaan ringkas masalah (Diberikan), menulis formula, penggunaan yang perlu dan mencukupi untuk menyelesaikan masalah, serta transformasi matematik dan pengiraan yang membawa kepada jawapan berangka.