Propagazione del suono in acqua. Come viaggia il suono nello spazio? Solidi elastici

Riflessione del suono In questa sezione, assumeremo che la lunghezza dell'onda sonora sia sufficientemente piccola e, quindi, il suono si propaghi lungo i raggi. Cosa succede quando un tale raggio sonoro cade dall'aria su una superficie solida? È chiaro che in questo caso c'è una riflessione

SCOPERTA DI INASPETTATE PROPRIETÀ DELL'ATMOSFERA - STRANI ESPERIMENTI - TRASMISSIONE DI ENERGIA ELETTRICA SU UN UNICO FILO SENZA RITORNO - TRASMISSIONE ATTRAVERSO LA TERRA SENZA FILI Un altro di questi motivi è che mi sono reso conto che la trasmissione energia elettrica

TRASMISSIONE DELL'ENERGIA ELETTRICA SENZA FILI* Verso la fine del 1898, ricerche sistematiche, condotte per molti anni per migliorare il metodo di trasmissione dell'energia elettrica attraverso l'ambiente naturale, mi portarono a comprendere tre importanti esigenze; Primo -

Trasmissione del suono tramite generatore di tubi radio, il cui schema è mostrato in fig. 24 genera emissioni radio con parametri invariati. Facciamo una piccola aggiunta: al circuito che fornisce tensione alla griglia della lampada elettronica, lo collegheremo tramite induzione

48 Trasferimento di energia attraverso la materia Per l'esperimento abbiamo bisogno di: una dozzina di monete per il rublo. Abbiamo già incontrato diverse ondate. Ecco un altro vecchio esperimento che sembra piuttosto divertente e mostra come un'onda passa attraverso un oggetto Prendi una sciocchezza - monete, per esempio

30. Passare messaggi al passato Una serie di regole per lo spettatore Prima che Christopher Nolan dirigesse Interstellar e rielaborasse la sceneggiatura, suo fratello Jonah mi parlò di una serie di regole: per mantenere un film di fantascienza sulla strada giusta

Capitolo 30 Messaggi al passato Per sapere come i fisici moderni immaginano di viaggiare indietro nel tempo in quattro dimensioni spazio-tempo senza ingombro, vedere l'ultimo capitolo di Black Holes and the Folds of Time [Thorn 2009], capitoli

Capitolo 30 Invio di messaggi al passato Nella massa, come nella nostra brana, le posizioni nello spaziotempo in cui è possibile inviare messaggi e qualsiasi cosa può essere spostata sono limitate dalla legge secondo cui nulla può viaggiare più veloce della luce. Esplorare

Il suono viaggia attraverso le onde sonore. Queste onde passano non solo attraverso gas e liquidi, ma anche attraverso corpi solidi. L'azione di qualsiasi onda è principalmente nel trasferimento di energia. Nel caso del suono, il trasporto assume la forma di piccoli movimenti a livello molecolare.

Nei gas e nei liquidi, un'onda sonora sposta le molecole nella direzione del suo movimento, cioè nella direzione della lunghezza d'onda. Nei solidi vibrazioni sonore le molecole possono anche presentarsi nella direzione perpendicolare all'onda.

Le onde sonore si propagano dalle loro sorgenti in tutte le direzioni, come mostrato nella figura a destra, che mostra una campana di metallo che periodicamente si scontra con la sua lingua. Queste collisioni meccaniche fanno vibrare la campana. L'energia delle vibrazioni viene impartita alle molecole dell'aria circostante, che vengono allontanate dalla campana. Di conseguenza, la pressione aumenta nello strato d'aria adiacente alla campana, che poi si diffonde in onde in tutte le direzioni dalla sorgente.

La velocità del suono è indipendente dal volume o dal tono. Tutti i suoni della radio nella stanza, alti o bassi, alti o bassi, raggiungono l'ascoltatore contemporaneamente.

La velocità del suono dipende dal tipo di mezzo in cui si propaga e dalla sua temperatura. Nei gas, le onde sonore viaggiano lentamente perché la loro struttura molecolare rarefatta fa poco per opporsi alla compressione. Nei liquidi la velocità del suono aumenta e nei solidi diventa ancora più veloce, come mostrato nel diagramma sottostante in metri al secondo (m/s).

percorso dell'onda

Le onde sonore si propagano nell'aria in un modo simile a quello mostrato nei diagrammi a destra. I fronti d'onda si muovono dalla sorgente ad una certa distanza l'uno dall'altro, determinata dalla frequenza delle oscillazioni della campana. La frequenza di un'onda sonora è determinata contando il numero di fronti d'onda che passano attraverso un dato punto per unità di tempo.

Il fronte dell'onda sonora si allontana dalla campana vibrante.

Nell'aria uniformemente riscaldata, il suono viaggia a velocità costante.

Il secondo fronte segue a distanza il primo, uguale alla lunghezza onde.

L'intensità del suono è massima vicino alla sorgente.

Rappresentazione grafica di un'onda invisibile

Suono che suona degli abissi

Un raggio di raggi sonar, costituito da onde sonore, passa facilmente attraverso l'acqua dell'oceano. Il principio di funzionamento del sonar si basa sul fatto che le onde sonore rimbalzano sul fondo dell'oceano; questo dispositivo viene solitamente utilizzato per determinare le caratteristiche del rilievo sottomarino.

Solidi elastici

Il suono si propaga in un piatto di legno. Le molecole della maggior parte dei solidi sono legate in un reticolo spaziale elastico, che è poco compresso e allo stesso tempo accelera il passaggio delle onde sonore.

Questa lezione tratta l'argomento "Onde sonore". In questa lezione continueremo a studiare l'acustica. Innanzitutto, ripetiamo la definizione di onde sonore, quindi consideriamo le loro gamme di frequenza e familiarizziamo con il concetto di onde ultrasoniche e infrasoniche. Discuteremo anche delle proprietà delle onde sonore in vari media e scopriremo quali caratteristiche hanno. .

Onde sonore - si tratta di vibrazioni meccaniche che, propagandosi ed interagendo con l'organo dell'udito, vengono percepite da una persona (Fig. 1).

Riso. 1. Onda sonora

La sezione che si occupa di queste onde in fisica si chiama acustica. La professione delle persone comunemente chiamate "ascoltatori" è l'acustica. Un'onda sonora è un'onda che si propaga in un mezzo elastico, è un'onda longitudinale, e quando si propaga in un mezzo elastico si alternano compressione e rarefazione. Si trasmette nel tempo a distanza (Fig. 2).

Riso. 2. Propagazione di un'onda sonora

Le onde sonore includono tali vibrazioni che vengono eseguite con una frequenza da 20 a 20.000 Hz. Queste frequenze corrispondono a lunghezze d'onda di 17 m (per 20 Hz) e 17 mm (per 20.000 Hz). Questa gamma sarà chiamata suono udibile. Queste lunghezze d'onda sono date per l'aria, la cui velocità di propagazione del suono è uguale a.

Ci sono anche tali intervalli in cui sono impegnati gli acustici: infrasuoni e ultrasuoni. Gli infrasuoni sono quelli che hanno una frequenza inferiore a 20 Hz. E quelli ad ultrasuoni sono quelli che hanno una frequenza superiore a 20.000 Hz (Fig. 3).

Riso. 3. Gamme di onde sonore

Ogni persona istruita dovrebbe essere guidata nella gamma di frequenze delle onde sonore e sapere che se esegue un'ecografia, l'immagine sullo schermo del computer sarà costruita con una frequenza superiore a 20.000 Hz.

Ultrasuoni - Si tratta di onde meccaniche simili alle onde sonore, ma con una frequenza da 20 kHz a un miliardo di hertz.

Vengono chiamate onde con una frequenza di oltre un miliardo di hertz ipersonico.

Gli ultrasuoni vengono utilizzati per rilevare i difetti nelle parti fuse. Un flusso di brevi segnali ultrasonici viene indirizzato alla parte in prova. In quei luoghi dove non ci sono difetti, i segnali passano attraverso la parte senza essere registrati dal ricevitore.

Se c'è una crepa nella parte, cavità d'aria o altra disomogeneità, quindi il segnale ultrasonico viene riflesso da esso e, ritornando, entra nel ricevitore. Tale metodo è chiamato rilevamento di difetti ad ultrasuoni.

Altri esempi dell'uso degli ultrasuoni sono i dispositivi ecografia, dispositivi ad ultrasuoni, terapia ad ultrasuoni.

Infrasuoni - onde meccaniche simili alle onde sonore, ma con una frequenza inferiore a 20 Hz. Non sono percepiti dall'orecchio umano.

Le fonti naturali di onde infrasoniche sono tempeste, tsunami, terremoti, uragani, eruzioni vulcaniche, temporali.

Gli infrasuoni sono anche onde importanti che vengono utilizzate per far vibrare la superficie (ad esempio, per distruggere alcuni oggetti di grandi dimensioni). Lanciamo infrasuoni nel suolo e il suolo viene schiacciato. Dove viene utilizzato? Ad esempio, nelle miniere di diamanti, dove prendono il minerale che contiene componenti di diamante e lo frantumano in piccole particelle per trovare queste inclusioni di diamante (Fig. 4).

Riso. 4. Applicazione degli infrasuoni

La velocità del suono dipende dalle condizioni ambientali e dalla temperatura (Fig. 5).

Riso. 5. Velocità di propagazione delle onde sonore nei vari mezzi

Nota bene: in aria la velocità del suono è pari a , mentre la velocità aumenta di . Se sei un ricercatore, tale conoscenza potrebbe esserti utile. Potresti persino inventare una sorta di sensore di temperatura che rileverà le discrepanze di temperatura modificando la velocità del suono nel mezzo. Sappiamo già che più denso è il mezzo, più grave è l'interazione tra le particelle del mezzo, più velocemente si propaga l'onda. Ne abbiamo discusso nell'ultimo paragrafo usando l'esempio dell'aria secca e dell'aria umida. Per l'acqua, la velocità di propagazione del suono. Se crei un'onda sonora (bussare su un diapason), la velocità della sua propagazione nell'acqua sarà 4 volte maggiore che nell'aria. Via acqua, le informazioni raggiungeranno 4 volte più velocemente che via aria. E ancora più veloce nell'acciaio: (figura 6).

Riso. 6. La velocità di propagazione di un'onda sonora

Sai dai poemi epici che Ilya Muromets usava (e tutti gli eroi e la gente e i ragazzi russi comuni del Consiglio militare rivoluzionario di Gaidar), usavano molto modo interessante rilevamento di un oggetto che si sta avvicinando, ma è ancora lontano. Il suono che fa quando si muove non è ancora udibile. Ilya Muromets, con l'orecchio a terra, può sentirla. Perché? Perché il suono viene trasmesso su un terreno solido a una velocità maggiore, il che significa che raggiungerà l'orecchio di Ilya Muromets più velocemente e sarà in grado di prepararsi a incontrare il nemico.

Le onde sonore più interessanti sono i suoni ei rumori musicali. Quali oggetti possono creare onde sonore? Se prendiamo una sorgente d'onda e un mezzo elastico, se facciamo vibrare armonicamente la sorgente sonora, allora avremo un'onda sonora meravigliosa, che si chiamerà suono musicale. Queste sorgenti di onde sonore possono essere, ad esempio, le corde di una chitarra o di un pianoforte. Potrebbe trattarsi di un'onda sonora creata nello spazio del tubo dell'aria (organo o tubo). Dalle lezioni di musica conosci le note: do, re, mi, fa, salt, la, si. In acustica sono chiamati toni (Fig. 7).

Riso. 7. Toni musicali

Tutti gli oggetti che possono emettere toni avranno caratteristiche. In cosa differiscono? Differiscono per lunghezza d'onda e frequenza. Se queste onde sonore non sono create da corpi che suonano armonicamente o non sono collegate in un comune pezzo orchestrale, allora un tale numero di suoni sarà chiamato rumore.

Rumore- fluttuazioni casuali di varia natura fisica, caratterizzate dalla complessità della struttura temporale e spettrale. Il concetto di rumore è quotidiano ed è fisico, sono molto simili e quindi lo introduciamo come un importante oggetto di considerazione separato.

Passiamo a stime quantitative onde sonore. Quali sono le caratteristiche delle onde sonore musicali? Queste caratteristiche si applicano esclusivamente alle vibrazioni sonore armoniche. COSÌ, volume del suono. Cosa determina il volume di un suono? Si consideri la propagazione di un'onda sonora nel tempo o le oscillazioni di una sorgente di onde sonore (Fig. 8).

Riso. 8. Volume del suono

Allo stesso tempo, se non aggiungiamo molto suono al sistema (ad esempio, colpiamo dolcemente il tasto del pianoforte), allora ci sarà un suono debole. Se ad alta voce, alzando la mano in alto, chiamiamo questo suono premendo il tasto, otteniamo un suono forte. Da cosa dipende? I suoni deboli hanno meno vibrazioni dei suoni forti.

Prossimo caratteristica importante suono musicale e qualsiasi altro - altezza. Cosa determina l'altezza di un suono? Il tono dipende dalla frequenza. Possiamo far oscillare frequentemente la sorgente, oppure possiamo farla oscillare non molto velocemente (cioè fare meno oscillazioni per unità di tempo). Considera la scansione temporale del suono alto e basso della stessa ampiezza (Fig. 9).

Riso. 9. Passo

Si può trarre una conclusione interessante. Se una persona canta al basso, allora ha una sorgente sonora (questo è corde vocali) oscilla molte volte più lentamente di una persona che canta un soprano. Nel secondo caso le corde vocali vibrano più spesso, quindi più spesso provocano focolai di compressione e rarefazione nella propagazione dell'onda.

C'è un'altra interessante caratteristica delle onde sonore che i fisici non studiano. Questo timbro. Riconosci e distingui facilmente lo stesso brano musicale suonato sulla balalaika o sul violoncello. Qual è la differenza tra questi suoni o questa performance? All'inizio dell'esperimento, abbiamo chiesto alle persone che producono suoni di renderli all'incirca della stessa ampiezza in modo che il volume del suono fosse lo stesso. È come nel caso di un'orchestra: se non c'è bisogno di individuare uno strumento, tutti suonano più o meno allo stesso modo, con la stessa forza. Quindi il timbro della balalaika e del violoncello è diverso. Se disegnassimo il suono che viene estratto da uno strumento, da un altro, usando i diagrammi, allora sarebbero gli stessi. Ma puoi facilmente distinguere questi strumenti dal loro suono.

Un altro esempio dell'importanza del timbro. Immagina due cantanti che si diplomano alla stessa scuola di musica con gli stessi insegnanti. Hanno studiato altrettanto bene con i cinque. Per qualche ragione, uno diventa un artista eccezionale, mentre l'altro è insoddisfatto della sua carriera per tutta la vita. In effetti, questo è determinato esclusivamente dal loro strumento, che provoca solo vibrazioni vocali nell'ambiente, cioè le loro voci differiscono nel timbro.

Bibliografia

1. Sokolovich Yu.A., Bogdanova G.S. Fisica: un libro di riferimento con esempi di problem solving. - Ridistribuzione della 2a edizione. - X.: Vesta: casa editrice "Ranok", 2005. - 464 p.
2. Peryshkin AV, Gutnik EM, Fisica. Grado 9: libro di testo per l'istruzione generale. istituzioni / A.V. Perishkin, E.M. Gutnik. - 14a ed., stereotipo. - M .: Otarda, 2009. - 300 p.

1. Portale Internet "eduspb.com" ()
2. Portale Internet "msk.edu.ua" ()
3. Portale Internet "class-fizika.narod.ru" ()

Compiti a casa

1. Come si propaga il suono? Quale può essere la fonte del suono?
2. Il suono può viaggiare nello spazio?
3. Ogni onda che raggiunge l'orecchio umano è percepita da lui?

Su lunghe distanze, l'energia sonora si propaga solo lungo raggi delicati, che non toccano completamente il fondo dell'oceano. In questo caso, la limitazione imposta dal mezzo al raggio di propagazione del suono è il suo assorbimento in acqua di mare. Il principale meccanismo di assorbimento è associato ai processi di rilassamento che accompagnano la violazione dell'equilibrio termodinamico tra ioni e molecole di sali disciolti nell'acqua da un'onda acustica. Si dovrebbe notare che il ruolo principale nell'assorbimento in un'ampia gamma di frequenze sonore, appartiene il sale di solfuro di magnesio MgSO4, sebbene in termini percentuali il suo contenuto nell'acqua di mare sia piuttosto piccolo - quasi 10 volte inferiore rispetto, ad esempio, al salgemma NaCl, che tuttavia non svolge alcun ruolo evidente nell'assorbimento acustico.

L'assorbimento in acqua di mare, in generale, è tanto maggiore quanto maggiore è la frequenza del suono. Alle frequenze da 3-5 ad almeno 100 kHz, dove domina il suddetto meccanismo, l'assorbimento è proporzionale alla frequenza ad una potenza di circa 3/2. A frequenze più basse si attiva un nuovo meccanismo di assorbimento (probabilmente dovuto alla presenza di sali di boro nell'acqua), che diventa particolarmente evidente nell'intervallo delle centinaia di hertz; qui, il livello di assorbimento è anormalmente alto e diminuisce molto più lentamente al diminuire della frequenza.

Per immaginare più chiaramente le caratteristiche quantitative dell'assorbimento nell'acqua di mare, notiamo che a causa di questo effetto, il suono con una frequenza di 100 Hz è attenuato di un fattore 10 su un percorso di 10 mila km e con una frequenza di 10 kHz - ad una distanza di soli 10 km (Fig. 2). Pertanto, solo le onde sonore a bassa frequenza possono essere utilizzate per comunicazioni subacquee a lungo raggio, per il rilevamento a lungo raggio di ostacoli sottomarini e simili.

Figura 2 - Distanze alle quali i suoni di frequenze diverse si attenuano 10 volte quando si propagano nell'acqua di mare.

Nella regione dei suoni udibili per la gamma di frequenza di 20-2000 Hz, la gamma di propagazione sott'acqua di suoni di media intensità raggiunge i 15-20 km e nella regione degli ultrasuoni - 3-5 km.

Sulla base dei valori di attenuazione sonora osservati in condizioni di laboratorio in piccoli volumi d'acqua, ci si aspetterebbe range molto maggiori. Tuttavia, dentro vivo Oltre allo smorzamento dovuto alle proprietà dell'acqua stessa (il cosiddetto smorzamento viscoso), influiscono anche la sua dispersione e assorbimento da parte di varie disomogeneità del mezzo.

La rifrazione del suono, o la curvatura del percorso del raggio sonoro, è causata dall'eterogeneità delle proprietà dell'acqua, principalmente lungo la verticale, per tre motivi principali: variazioni della pressione idrostatica con la profondità, variazioni della salinità e variazioni di temperatura dovute al riscaldamento irregolare della massa d'acqua da parte dei raggi del sole. Per effetto dell'azione combinata di queste cause, la velocità di propagazione del suono, che è di circa 1450 m/s per l'acqua dolce e di circa 1500 m/s per l'acqua di mare, cambia con la profondità e la legge del cambiamento dipende dalla stagione , ora del giorno, profondità del serbatoio e una serie di altri motivi . I raggi sonori che lasciano la sorgente ad un certo angolo rispetto all'orizzonte sono piegati e la direzione della curvatura dipende dalla distribuzione delle velocità del suono nel mezzo. In estate, quando gli strati superiori sono più caldi di quelli inferiori, i raggi si piegano verso il basso e vengono riflessi maggiormente dal basso, perdendo una parte significativa della loro energia. Al contrario, in inverno, quando gli strati inferiori dell'acqua mantengono la loro temperatura, mentre gli strati superiori si raffreddano, i raggi si piegano verso l'alto e subiscono molteplici riflessioni dalla superficie dell'acqua, durante le quali si perde molta meno energia. Pertanto, in inverno, la distanza di propagazione del suono è maggiore che in estate. A causa della rifrazione, i cosiddetti. zone morte, cioè aree situate vicino alla sorgente in cui non c'è udibilità.

La presenza della rifrazione, tuttavia, può portare ad un aumento della portata della propagazione del suono, il fenomeno della propagazione ultra lunga dei suoni sott'acqua. A una certa profondità sotto la superficie dell'acqua c'è uno strato in cui il suono si propaga alla velocità più bassa; al di sopra di questa profondità, la velocità del suono aumenta a causa di un aumento della temperatura, e al di sotto di essa, a causa di un aumento della pressione idrostatica con la profondità. Questo strato è una specie di canale sonoro subacqueo. Un raggio deviato dall'asse del canale verso l'alto o verso il basso, a causa della rifrazione, tende sempre a rientrarvi. Se una sorgente sonora e un ricevitore sono posizionati in questo strato, è possibile registrare anche suoni di media intensità (ad esempio, esplosioni di piccole cariche di 1-2 kg) a distanze di centinaia e migliaia di chilometri. Un aumento significativo del raggio di propagazione del suono in presenza di un canale sonoro subacqueo può essere osservato quando la sorgente sonora e il ricevitore non si trovano necessariamente vicino all'asse del canale, ma, ad esempio, vicino alla superficie. In questo caso i raggi, rifrangendosi verso il basso, entrano negli strati profondi, dove deviano verso l'alto per poi affiorare nuovamente in superficie a diverse decine di chilometri dalla sorgente. Inoltre, il modello di propagazione dei raggi viene ripetuto e, di conseguenza, una sequenza di cosiddetti. zone secondarie illuminate, che di solito vengono tracciate a distanze di diverse centinaia di km.

La propagazione dei suoni ad alta frequenza, in particolare degli ultrasuoni, quando le lunghezze d'onda sono molto piccole, è influenzata da piccole disomogeneità che solitamente si riscontrano nei serbatoi naturali: microrganismi, bolle di gas, ecc. Queste disomogeneità agiscono in due modi: assorbono e disperdono l'energia delle onde sonore. Di conseguenza, con un aumento della frequenza delle vibrazioni sonore, il raggio della loro propagazione si riduce. Questo effetto è particolarmente evidente nello strato superficiale dell'acqua, dove sono presenti le maggiori disomogeneità. La diffusione del suono per disomogeneità, oltre che per irregolarità della superficie dell'acqua e del fondale, provoca il fenomeno del riverbero subacqueo che accompagna l'invio di un impulso sonoro: le onde sonore, riflettendosi da una combinazione di disomogeneità e fusione, danno un irrigidimento di la pulsazione sonora, che continua dopo la sua fine, simile al riverbero osservato negli spazi chiusi. Il riverbero subacqueo è un'interferenza piuttosto significativa per una serie di applicazioni pratiche dell'idroacustica, in particolare per il sonar.

I limiti del raggio di propagazione dei suoni sottomarini sono anche limitati dal cosiddetto. propri rumori del mare, che hanno una duplice origine. Parte del rumore deriva dall'impatto delle onde sulla superficie dell'acqua, dalla risacca, dal rumore dei ciottoli che rotolano, ecc. L'altra parte è legata alla fauna marina; questo include suoni prodotti da pesci e altri animali marini.

>>Fisica: Suono in diversi ambienti

La propagazione del suono richiede un mezzo elastico. Le onde sonore non possono propagarsi nel vuoto perché lì non c'è nulla che vibri. Questo può essere verificato su semplice esperienza. Se posizioniamo un campanello elettrico sotto un campanello di vetro, man mano che l'aria viene pompata fuori da sotto il campanello, scopriremo che il suono del campanello diventerà sempre più debole fino a cessare del tutto.

suono nei gas. È noto che durante un temporale vediamo prima un lampo e solo dopo poco sentiamo un tuono (Fig. 52). Questo ritardo si verifica a causa del fatto che la velocità del suono nell'aria è molto inferiore alla velocità della luce proveniente dal fulmine.

La velocità del suono nell'aria fu misurata per la prima volta nel 1636 dallo scienziato francese M. Mersenne. Alla temperatura di 20 °C è pari a 343 m/s, cioè 1235 chilometri all'ora. Si noti che è a questo valore che la velocità di un proiettile sparato da una mitragliatrice Kalashnikov (PK) diminuisce a una distanza di 800 m. La velocità iniziale del proiettile è di 825 m/s, che è molto più alta della velocità del suono nell'aria. Pertanto, una persona che sente il suono di uno sparo o il fischio di un proiettile non deve preoccuparsi: questo proiettile lo ha già superato. Il proiettile supera il suono dello sparo e raggiunge la sua vittima prima che arrivi il suono.

La velocità del suono dipende dalla temperatura del mezzo: con un aumento della temperatura dell'aria aumenta e con una diminuzione diminuisce. A 0°C la velocità del suono nell'aria è di 331 m/s.

Il suono viaggia a velocità diverse in gas diversi. Maggiore è la massa delle molecole di gas, minore è la velocità del suono al suo interno. Quindi, a una temperatura di 0 ° C, la velocità del suono nell'idrogeno è di 1284 m/s, nell'elio - 965 m/s e nell'ossigeno - 316 m/s.

Suono nei liquidi. La velocità del suono nei liquidi è generalmente maggiore della velocità del suono nei gas. La velocità del suono nell'acqua fu misurata per la prima volta nel 1826 da J. Colladon e J. Sturm. Hanno condotto i loro esperimenti sul Lago di Ginevra in Svizzera (Fig. 53). Su una barca hanno appiccato il fuoco alla polvere da sparo e allo stesso tempo hanno colpito una campana calata nell'acqua. Il suono di questa campana, con l'ausilio di un apposito corno, anch'esso calato in acqua, è stato colto su un'altra imbarcazione, che si trovava a 14 km dalla prima. Secondo l'intervallo di tempo tra il lampo di luce e l'arrivo segnale sonoro determinare la velocità del suono nell'acqua. Ad una temperatura di 8 °C, risulta essere di circa 1440 m/s.

Al confine tra due ambienti diversi parte dell'onda sonora viene riflessa e parte viaggia ulteriormente. Quando il suono passa dall'aria all'acqua, il 99,9% dell'energia sonora viene riflessa, ma la pressione nell'acqua onda sonora risulta essere quasi 2 volte superiore. Apparecchio acustico il pesce risponde a questo. Pertanto, ad esempio, ci sono urla e rumori sopra la superficie dell'acqua il modo giusto spaventare le creature del mare. Queste urla non assorderanno una persona che è sott'acqua: una volta immerso nell'acqua, nelle sue orecchie rimarranno dei “tappi” d'aria, che lo salveranno dal sovraccarico sonoro.

Quando il suono passa dall'acqua all'aria, il 99,9% dell'energia viene nuovamente riflessa. Ma se la pressione sonora è aumentata durante il passaggio dall'aria all'acqua, ora, al contrario, diminuisce drasticamente. È per questo motivo, ad esempio, che il suono che si verifica sott'acqua quando una pietra ne colpisce un'altra non raggiunge una persona nell'aria.

Questo comportamento del suono al confine tra acqua e aria ha dato motivo di considerazione ai nostri antenati mondo sottomarino"mondo del silenzio". Da qui l'espressione: "È muto come un pesce". Tuttavia, anche Leonardo da Vinci ha suggerito di ascoltare i suoni subacquei avvicinando l'orecchio a un remo calato nell'acqua. Usando questo metodo, puoi vedere che i pesci sono in realtà piuttosto loquaci.

Suono nei solidi. La velocità del suono nei solidi è maggiore che nei liquidi e nei gas. Se avvicini l'orecchio al binario, dopo aver colpito l'altra estremità del binario, sentirai due suoni. Uno di loro raggiungerà il tuo orecchio lungo il binario, l'altro attraverso l'aria.

La terra ha una buona conducibilità del suono. Pertanto, ai vecchi tempi, durante l'assedio, nelle mura della fortezza venivano collocati degli "ascoltatori" che, dal suono trasmesso dalla terra, potevano determinare se il nemico stava scavando o meno fino alle mura. Mettendo l'orecchio a terra, osservarono anche l'avvicinarsi della cavalleria nemica.

I corpi solidi conducono bene il suono. Per questo motivo, le persone che hanno perso l'udito a volte sono in grado di ballare al ritmo della musica che le raggiunge. nervi uditivi non attraverso l'aria e l'orecchio esterno, ma attraverso il pavimento e le ossa.

1. Perché, durante un temporale, vediamo prima i fulmini e solo dopo sentiamo i tuoni? 2. Cosa determina la velocità del suono nei gas? 3. Perché una persona in piedi sulla riva di un fiume non sente i suoni che si verificano sott'acqua? 4. Perché gli "ascoltatori" che anticamente seguivano i lavori di sterro del nemico erano spesso ciechi?

Compito sperimentale . Mettere su un'estremità della tavola (o un lungo righello di legno) orologio da polso, attacca l'orecchio all'altra estremità. Cosa senti? Spiega il fenomeno.

S.V. Gromov, N.A. Patria, Fisica Grado 8

Inviato dai lettori da siti Internet

Pianificazione fisica, programmi di lezioni di fisica, programma scolastico, libri di testo e libri di fisica di grado 8, corsi e compiti in fisica per il grado 8