mechanikai hullám
Téma codifier USE: mechanikai hullámok hullámhossza a hang.
Mechanikai hullámok - a terjedési közegben térben a rugalmas rezgések a részecskék (szilárd, folyékony vagy gáz-halmazállapotú).
A jelenléte a rugalmas tulajdonságai a közeg elengedhetetlen terjedési: deformáció fordul elő, hogy bármilyen helyen, közötti kölcsönhatás miatt a szomszédos részecskék egymás át egyik közegből a másikba pontot. Különböző típusú deformáció felel meg a különböző típusú hullámok.
Hullám az úgynevezett longitudinális. ha a közeg részecskéi rezgéssel párhuzamos a terjedési iránya. A longitudinális hullám alkotja váltakozó feszültség és a tömörítés deformáció. Ábra. Az 1. ábrán egy longitudinális hullám képviselő oszcillációs lapos réteg a közeg; az irányt, amely mentén a rétegek tartomány egybeesik az irányt a hullám terjedési (m. e. merőleges a rétegek).
Ábra. 1. Longitudinális hullám
Keresztirányú hullámot nevezzük, ha a közeg részecskéi oszcillál irányára merőleges terjedési. Keresztirányú hullám okozva deformációja a nyírási réteg a közeg a másikhoz képest. Ábra. 2, minden réteg mentén változik magát, és a hullám megy merőleges a rétegek.
Ábra. 2. keresztirányú hullám
Longitudinális hullámok terjednek a szilárd anyagok, folyadékok és gázok: az összes ilyen környezetben van, a rugalmas válasz tömörítés, ami azt eredményezi, futó, egymást követő tömörítés és ritkítás a közeg.
Azonban, folyadékok és gázok, szemben a szilárd anyagok, nincs rugalmassága tekintetében a nyírási réteg. Ezért, nyírási hullámok terjednek, szilárd, de nem belül * folyadékok és gázok.
Fontos megjegyezni, hogy a részecskék a közeg áthaladása során a hullámok rezegnek közel változatlan egyensúlyi helyzete, azaz a. E. Az átlagos maradtak a helyükön. A hullám tehát hordozza
energiaátadás nem kíséri az átadás ügynök.
A legtöbb könnyű megtanulni harmonikus hullámok. Ezek miatt a külső hatások a környezetre, a változó harmonikusan. Amikor a harmonikus hullám terjedési közegben részecskék végre harmonikus rezgés egy frekvencia egyenlő a külső hatását. Harmonikus hullámok, akkor a további szorítkozunk.
Tekintsük a hullámterjedés folyamatot részletesebben. Tegyük fel, hogy egy közepes részecske (szemcse) elkezd oszcillálni egy időszakra. Ható egy szomszédos részecske ő elhúzódik maga mögött. Részecske viszont magával rántja részecske és t. D. Tehát hullám, amelyben az összes részecskék is oszcillál időszakban.
Azonban, a szemcsék tömeg m. E. Van tehetetlenség. Változtatni a sebességét bizonyos időt vesz igénybe. Következésképpen, a részecske annak mozgását fogja maradnak el a részecskéket. A részecske elmarad a részecskék, és így tovább. d. Ha egy részecske üres befejeződött első swing és kezdődik a második vobbuláció első részecske. elhelyezkedik részecske bizonyos távolságra.
Tehát, egy ideig megegyezik a időszak oszcillációk a részecskék, a közeg zavar terjed a távolból. Ezt a távolságot nevezzük hullámhosszon. A fluktuációk részecskék azonosak rezgések részecskék alábbi részecske oszcillációk azonosak részecske lengések és rezgések stb reprodukálni magukat mind a régióban lehet nevezni egy térbeli időszakban oszcillációk ..; együtt az időszakot elengedhetetlen jellemzője hullám folyamatot. A longitudinális hullám hullámhossza megegyezik a távolság a szomszédos kompressziós vagy ritkítás- (ábra. 1). A keresztirányú - a távolság a szomszédos gurítódombjait vagy mélyedések (2. ábra). Általában a hullámhossz egyenlő azzal a távolsággal (iránya mentén hullámterjedés) közötti két-két legközelebbi részecskék közepes oszcilláló azonos (azaz. E. A fáziskülönbség egyenlő).
A hullám terjedési sebessége az úgynevezett hullámhossz arányát időszak oszcilláció közepes részecskék:
Hullám frekvenciájának úgynevezett rezgési frekvenciája a részecskék:
Így megkapjuk a kapcsolat sebességét a hullámok, a hullámhossz és frekvencia:
A folyadék felszínén lehet egy speciális típusú hullám Hasonló keresztszilárdsághoz - az úgynevezett felületi hullám. Előfordulnak az intézkedés alapján a gravitáció és a felületi feszültség.
A hanghullámok tág értelemben minden olyan hullám terjesztő egy rugalmas közegben. A szűk értelemben hang úgynevezett hanghullámok a frekvenciatartományban 16 Hz-20 kHz-es érzékeli az emberi fül. Az alábbiakban ez a tartomány területén infrahang. fölött - a terület az ultrahang.
A főbb jellemzői közé tartozik a hangerő és a magasság.
A hangerő határozza meg amplitúdója nyomás ingadozása a hanghullám, mért speciális egységeket -detsibelah (dB). Így a térfogata 0 dB a küszöbértéket hallhatósággal, 10 dB - órajelre, 50 dB - normális beszélgetés 80dB - cry 130 dB - felső határa hallhatóságot (az úgynevezett fájdalomküszöb).
Tone - egy hang, hogy kibocsát egy test oszcillál (például a hangvilla vagy string). A menetemelkedés frekvenciája határozza meg e rezgések, annál nagyobb a frekvencia, annál nagyobb hang látszik. Így húzza a húr, akkor növeli a rezgés frekvenciája és így a pályát.
A hang sebessége változik a különböző környezetekben: a rugalmasabb a környezet, annál gyorsabban terjed a hang. Folyadékokban, a hang sebessége nagyobb, mint a gáz, és a szilárd anyagok - több mint folyadékokban.
Például, a hang sebessége a levegőben egyenlő körülbelül 340 m / s (ez kényelmes emlékezni, mint „a harmadik egy kilométeres másodpercenként”) *. A víz, a hang utazik sebességgel körülbelül 1500 m / s és acél - mintegy 5000 m / s.
Megjegyezzük, hogy a frekvenciája hangforrás minden környezetben, azonos: a média részecskék kényszermunkára rezgések frekvenciája a hangforrást. Szerint (1) képletű, akkor arra a következtetésre jutunk, hogy az átmenet az egyik közegből a másikba, valamint a hangsebesség változik a hang hullámhossza.
Ha szeretné megtalálni a távolság a viharfelhők kilométerre, kiszámolni, hogy hány másodperc után a villám jön a mennydörgés, és számot elosztjuk a három.