Sesin suda yayılması. Ses uzayda nasıl yayılır? elastik katılar

Sesin yansıması Bu bölümde, ses dalgasının uzunluğunun yeterince küçük olduğunu ve bu nedenle sesin ışınlar boyunca yayıldığını varsayacağız. Böyle bir ses ışını havadan katı bir yüzeye düştüğünde ne olur? Bu durumda bir yansıma olduğu açıktır.

ATMOSFERİN BEKLENMEYEN ÖZELLİKLERİNİN KEŞFİ - TUHAF DENEYLER - ELEKTRİK ENERJİSİNİN TEK BİR KABLO ÜZERİNDEN DÖNÜŞÜSÜZ İLETİLMESİ - TOPRAK ÜZERİNDEN HİÇ KABLO OLMADAN İLETİMİ elektrik enerjisi

ELEKTRİK ENERJİSİNİN KABLOSUZ İLETİMİ* 1898'in sonlarına doğru, elektrik enerjisinin doğal ortamdan iletilmesi yöntemini geliştirmek için uzun yıllar yapılan sistematik araştırmalar, beni üç önemli ihtiyacın anlaşılmasına götürdü; Öncelikle -

Şeması Şek. 24, değiştirilmemiş parametrelerle radyo emisyonları üretir. Küçük bir ekleme yapalım: Elektron lambasının ızgarasına voltaj sağlayan devreye, onu bir endüksiyon vasıtasıyla bağlayacağız.

48 Madde yoluyla enerji transferi Deney için ihtiyacımız olan: ruble için bir düzine madeni para. Farklı dalgalarla zaten tanıştık. İşte oldukça komik görünen ve bir dalganın bir nesneden nasıl geçtiğini gösteren başka bir eski deney.Önemsiz bir şey alın - örneğin bozuk paralar

30. Geçmişe Mesajlar İletmek İzleyici için bir dizi kural Christopher Nolan, Interstellar'ı yönetmeden ve senaryoyu yeniden düzenlemeden önce, kardeşi Jonah bana bir dizi kuraldan bahsetti: Bir bilim kurgu filmini doğru yolda tutmak için

30. Bölüm Geçmişe Mesajlar Modern fizikçilerin kütle olmadan dört uzay-zaman boyutunda zamanda geriye gitmeyi nasıl hayal ettikleri için bkz. Black Holes and the Folds of Time'ın son bölümü [Thorn 2009], bölümler

Bölüm 30 Geçmişe Mesaj Göndermek Toplu olarak, beynimizde olduğu gibi, uzay-zamanda mesajların gönderilebileceği ve herhangi bir şeyin hareket ettirilebileceği konumlar, hiçbir şeyin ışıktan hızlı gidemeyeceği yasasıyla sınırlıdır. Keşfetmek

Ses, ses dalgaları aracılığıyla yayılır. Bu dalgalar sadece gaz ve sıvılardan değil, aynı zamanda katı cisimler. Herhangi bir dalganın hareketi esas olarak enerji transferindedir. Ses söz konusu olduğunda, aktarım moleküler düzeyde çok küçük hareketler biçimini alır.

Gazlarda ve sıvılarda, bir ses dalgası molekülleri hareket yönünde, yani dalga boyu yönünde kaydırır. katılarda ses titreşimleri Moleküller ayrıca dalgaya dik yönde de oluşabilir.

Ses dalgaları, diliyle periyodik olarak çarpışan metal bir zili gösteren sağdaki şekilde gösterildiği gibi, kaynaklarından her yöne yayılır. Bu mekanik çarpışmalar zilin titremesine neden olur. Titreşimlerin enerjisi, çevredeki havanın moleküllerine aktarılır ve bunlar çandan uzağa itilir. Sonuç olarak, çana bitişik hava tabakasında basınç artar ve bu daha sonra kaynaktan her yöne dalgalar halinde yayılır.

Sesin hızı, ses veya tondan bağımsızdır. Odadaki radyodan gelen yüksek veya alçak, yüksek veya alçak tüm sesler dinleyiciye aynı anda ulaşır.

Sesin hızı, yayıldığı ortamın cinsine ve sıcaklığına bağlıdır. Gazlarda, ses dalgaları yavaş hareket eder çünkü seyreltilmiş moleküler yapıları sıkıştırmaya çok az karşı koyar. Aşağıdaki diyagramda metre/saniye (m/s) olarak gösterildiği gibi, sıvılarda sesin hızı artar ve katılarda daha da hızlı hale gelir.

dalga yolu

Ses dalgaları, sağdaki şemalarda gösterilene benzer bir şekilde havada yayılır. Dalga cepheleri, zilin salınımlarının frekansı tarafından belirlenen, kaynaktan birbirinden belirli bir mesafede hareket eder. Bir ses dalgasının frekansı, birim zamanda belirli bir noktadan geçen dalga cephelerinin sayısı sayılarak belirlenir.

Ses dalgası cephesi titreşen zilden uzaklaşır.

Eşit olarak ısıtılan havada ses sabit bir hızla yayılır.

İkinci cephe birinciyi uzaktan takip eder, uzunluğa eşit dalgalar.

Ses yoğunluğu kaynağın yakınında maksimumdur.

Görünmez bir dalganın grafik gösterimi

Derinliklerin sesi

Ses dalgalarından oluşan bir sonar ışını demeti okyanus suyundan kolayca geçer. Sonarın çalışma prensibi, ses dalgalarının okyanus tabanından yansıdığı gerçeğine dayanır; bu cihaz genellikle sualtı kabartmasının özelliklerini belirlemek için kullanılır.

elastik katılar

Ses tahta levhada yayılır. Çoğu katının molekülleri, zayıf bir şekilde sıkıştırılmış ve aynı zamanda ses dalgalarının geçişini hızlandıran elastik bir uzamsal kafese bağlanır.

Bu ders "Ses dalgaları" konusunu kapsar. Bu derste akustik çalışmaya devam edeceğiz. Önce ses dalgalarının tanımını tekrarlıyoruz, ardından frekans aralıklarını ele alıyoruz ve ultrasonik ve infrasonik dalgalar kavramını öğreniyoruz. Ayrıca çeşitli ortamlarda ses dalgalarının özelliklerini tartışacağız ve hangi özelliklere sahip olduklarını öğreneceğiz. .

Ses dalgaları - bunlar, bir kişi tarafından algılanan, yayılan ve işitme organıyla etkileşime giren mekanik titreşimlerdir (Şekil 1).

Pirinç. 1. Ses dalgası

Fizikte bu dalgalarla ilgilenen bölüme akustik denir. Halk arasında "duyucu" olarak adlandırılan kişilerin mesleği akustiktir. Bir ses dalgası, elastik bir ortamda yayılan bir dalgadır, boyuna bir dalgadır ve elastik bir ortamda yayıldığında, sıkıştırma ve seyrelme birbirini izler. Bir mesafeden zamanla iletilir (Şekil 2).

Pirinç. 2. Bir ses dalgasının yayılması

Ses dalgaları, 20 ila 20.000 Hz frekansta gerçekleştirilen bu tür titreşimleri içerir. Bu frekanslar 17 m (20 Hz için) ve 17 mm (20.000 Hz için) dalga boylarına karşılık gelir. Bu aralığa işitilebilir ses adı verilir. Bu dalga boyları, ses yayılma hızına eşit olan hava için verilmiştir.

Akustikçilerin uğraştığı aralıklar da vardır - infrasonik ve ultrasonik. İnfrasonik, frekansı 20 Hz'den az olanlardır. Ultrasonik olanlar ise frekansı 20.000 Hz'den fazla olanlardır (Şekil 3).

Pirinç. 3. Ses dalgası aralıkları

Her eğitimli kişi, ses dalgalarının frekans aralığında yönlendirilmeli ve ultrason taramasına giderse, bilgisayar ekranındaki resmin 20.000 Hz'den daha yüksek bir frekansla oluşturulacağını bilmelidir.

ultrason - Bunlar, ses dalgalarına benzer mekanik dalgalardır, ancak frekansı 20 kHz ila bir milyar hertz arasındadır.

Frekansı bir milyar hertz'den fazla olan dalgalara denir. hipersonik.

Ultrason, döküm parçalardaki kusurları tespit etmek için kullanılır. Test edilen parçaya kısa bir ultrasonik sinyal akışı yönlendirilir. Arıza olmayan yerlerde sinyaller alıcı tarafından kaydedilmeden parçadan geçer.

Parçada çatlak varsa, hava boşluğu veya diğer homojensizlik, daha sonra ultrasonik sinyal ondan yansıtılır ve geri dönerek alıcıya girer. Böyle bir yöntem denir ultrasonik kusur tespiti.

Ultrason kullanımının diğer örnekleri, cihazlardır. ultrason, ultrasonik cihazlar, ultrasonik terapi.

ses ötesi - ses dalgalarına benzer, ancak frekansı 20 Hz'den az olan mekanik dalgalar. İnsan kulağı tarafından algılanmazlar.

İnfrasonik dalgaların doğal kaynakları fırtınalar, tsunamiler, depremler, kasırgalar, volkanik patlamalar, gök gürültülü fırtınalardır.

Infrasound, yüzeyi titretmek için (örneğin, bazı büyük nesneleri yok etmek için) kullanılan önemli dalgalardır. İnfrasonu toprağa fırlatıyoruz - ve toprak eziliyor. Bu nerede kullanılır? Örneğin, elmas bileşenleri içeren cevheri aldıkları ve bu elmas kalıntılarını bulmak için küçük parçacıklara ayırdıkları elmas madenlerinde (Şekil 4).

Pirinç. 4. Infrasound uygulaması

Sesin hızı çevre koşullarına ve sıcaklığa bağlıdır (Şekil 5).

Pirinç. 5. Çeşitli ortamlarda ses dalgası yayılma hızı

Lütfen dikkat: havada, ses hızı eşittir, hız artar. Eğer bir araştırmacıysanız, bu tür bilgiler sizin için yararlı olabilir. Ortamdaki sesin hızını değiştirerek sıcaklık farklılıklarını algılayacak bir tür sıcaklık sensörü bile bulabilirsiniz. Ortam ne kadar yoğunsa, ortamın parçacıkları arasındaki etkileşim o kadar ciddi, dalganın o kadar hızlı yayıldığını zaten biliyoruz. Bunu son paragrafta kuru hava ve nemli hava örneğini kullanarak tartıştık. Su için, ses yayılma hızı. Bir ses dalgası yaratırsanız (diyapazona vurun), sudaki yayılma hızı havadakinden 4 kat daha fazla olacaktır. Su ile bilgi hava yoluyla olduğundan 4 kat daha hızlı ulaşacaktır. Ve çelikte daha da hızlı: (Şek. 6).

Pirinç. 6. Bir ses dalgasının yayılma hızı

Ilya Muromets'in kullandığı destanlardan biliyorsunuz (ve tüm kahramanlar ve sıradan Rus halkı ve Gaidar'ın Devrimci Askeri Konseyi'nden çocuklar), çok kullandı ilginç yol yaklaşan ama hala uzakta olan bir nesnenin algılanması. Hareket ederken çıkardığı ses henüz duyulmuyor. Kulağı yerde olan Ilya Muromets onu duyabiliyor. Neden? Niye? Çünkü ses katı zeminde daha yüksek hızda iletilir, bu da Ilya Muromets'in kulağına daha hızlı ulaşacağı ve düşmanla karşılaşmaya hazırlanabileceği anlamına gelir.

En ilginç ses dalgaları müzikal sesler ve gürültülerdir. Hangi nesneler ses dalgaları oluşturabilir? Bir dalga kaynağı ve elastik bir ortam alırsak, ses kaynağının harmonik olarak titreşmesini sağlarsak, o zaman müzikal ses olarak adlandırılacak harika bir ses dalgamız olur. Bu ses dalgası kaynakları, örneğin bir gitarın veya piyanonun telleri olabilir. Bu, hava borusunun (organ veya boru) boşluğunda oluşan bir ses dalgası olabilir. Müzik derslerinden notaları bilirsiniz: do, re, mi, fa, salt, la, si. Akustikte bunlara ton denir (Şek. 7).

Pirinç. 7. Müzik tonları

Ses çıkarabilen tüm öğeler özelliklere sahip olacaktır. Nasıl farklılık gösterirler? Dalga boyu ve frekans bakımından farklılık gösterirler. Bu ses dalgaları, uyumlu bir şekilde ses çıkaran cisimler tarafından oluşturulmazsa veya ortak bir orkestra parçasına bağlanmazsa, bu kadar çok sayıda sese gürültü denir.

Gürültü- zamansal ve spektral yapının karmaşıklığı ile karakterize edilen çeşitli fiziksel yapıdaki rastgele dalgalanmalar. Gürültü kavramı günlük ve fizikseldir, çok benzerler ve bu nedenle onu ayrı bir önemli değerlendirme nesnesi olarak sunuyoruz.

Konusuna geçelim nicel tahminler ses dalgaları. Müzikal ses dalgalarının özellikleri nelerdir? Bu özellikler özellikle harmonik ses titreşimleri için geçerlidir. Yani, ses seviyesi. Bir sesin yüksekliğini ne belirler? Bir ses dalgasının zaman içinde yayılmasını veya bir ses dalgası kaynağının salınımlarını düşünün (Şekil 8).

Pirinç. 8. Ses seviyesi

Aynı zamanda, sisteme çok fazla ses eklemediysek (örneğin, piyano tuşuna hafifçe vurun), o zaman sessiz bir ses olacaktır. Elimizi yukarı kaldırarak yüksek sesle tuşa basarak bu sesi çağırırsak, yüksek bir ses alırız. Bu neye bağlıdır? Sessiz sesler, yüksek seslerden daha az titreşime sahiptir.

Sonraki önemli özellik müzikal ses ve diğer - yükseklik. Bir sesin perdesini ne belirler? Perde frekansa bağlıdır. Kaynağın sık salınım yapmasını sağlayabiliriz veya çok hızlı salınım yapmamasını sağlayabiliriz (yani birim zamanda daha az salınım yapmasını sağlayabiliriz). Aynı genlikteki yüksek ve alçak sesin zaman taramasını düşünün (Şekil 9).

Pirinç. 9. Saha

İlginç bir sonuç çıkarılabilir. Bir kişi basta şarkı söylüyorsa, o zaman bir ses kaynağı vardır (bu ses telleri) soprano söyleyen bir kişiden birkaç kat daha yavaş salınım yapar. İkinci durumda, ses telleri daha sık titreşir, bu nedenle dalganın yayılmasında daha sık sıkıştırma ve seyrelme odaklarına neden olurlar.

Fizikçilerin incelemediği ses dalgalarının başka ilginç bir özelliği daha vardır. BT tını. Balalayka veya çello ile çalınan aynı müzik parçasını bilir ve kolayca ayırt edersiniz. Bu sesler veya bu performans arasındaki fark nedir? Deneyin başında, sesleri üreten insanlardan, sesin hacminin aynı olması için sesleri yaklaşık olarak aynı genlikte yapmalarını istedik. Bir orkestra durumunda olduğu gibi: Bir enstrümanı ayırmaya gerek yoksa, herkes yaklaşık olarak aynı şekilde, aynı güçle çalıyor. Yani balalayka ve çellonun tınısı farklıdır. Bir enstrümandan, diğerinden çıkarılan sesi diyagramlar kullanarak çizseydik, o zaman aynı olurdu. Ancak bu enstrümanları seslerinden kolayca ayırt edebilirsiniz.

Tınının önemine bir başka örnek. Aynı müzik okulundan aynı öğretmenlerle mezun olan iki şarkıcı düşünün. Beşlerle eşit derecede iyi çalıştılar. Nedense biri olağanüstü bir oyuncu olurken, diğeri hayatı boyunca kariyerinden memnun değil. Aslında bu, yalnızca ortamdaki ses titreşimlerine neden olan enstrümanları tarafından belirlenir, yani sesleri tını bakımından farklılık gösterir.

Kaynakça

1. Sokolovich Yu.A., Bogdanova G.S. Fizik: problem çözme örnekleri içeren bir referans kitabı. - 2. baskı yeniden dağıtımı. - X .: Vesta: "Ranok" yayınevi, 2005. - 464 s.
2. Peryshkin A.V., Gutnik E.M., Fizik. 9. sınıf: genel eğitim için ders kitabı. kurumlar / A.V. Peryshkin, E.M. Gutnik. - 14. baskı, basmakalıp. - M.: Bustard, 2009. - 300 s.

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

Ev ödevi

1. Ses nasıl yayılır? Sesin kaynağı ne olabilir?
2. Ses uzayda seyahat edebilir mi?
3. İnsan kulağına ulaşan her dalga onun tarafından algılanır mı?

Uzun mesafelerde, ses enerjisi yalnızca okyanus tabanına tamamen temas etmeyen yumuşak ışınlar boyunca yayılır. Bu durumda, ortamın ses yayılma aralığına getirdiği sınırlama, deniz suyundaki emilimidir. Ana absorpsiyon mekanizması, akustik bir dalga ile suda çözünmüş tuzların iyonları ve molekülleri arasındaki termodinamik dengenin ihlaline eşlik eden gevşeme süreçleriyle ilişkilidir. bu not alınmalı ana rolÇok çeşitli ses frekanslarında emilimde, magnezyum sülfit tuzu MgS04 aittir, ancak yüzde olarak deniz suyundaki içeriği oldukça küçüktür - örneğin, yine de herhangi bir farkedilmeyen bir rol oynamayan NaCl kaya tuzundan neredeyse 10 kat daha azdır. ses emiliminde.

Genel olarak konuşursak, deniz suyundaki emilim, sesin frekansı ne kadar yüksekse o kadar fazladır. Yukarıdaki mekanizmanın hakim olduğu 3-5 ila en az 100 kHz frekanslarında, absorpsiyon, frekansla orantılıdır ve yaklaşık 3/2'lik bir güçtür. Daha düşük frekanslarda, özellikle yüzlerce hertz aralığında farkedilir hale gelen (muhtemelen sudaki bor tuzlarının varlığından dolayı) yeni bir soğurma mekanizması etkinleştirilir; burada absorpsiyon seviyesi anormal derecede yüksektir ve azalan frekansla çok daha yavaş azalır.

Deniz suyunda absorpsiyonun nicel özelliklerini daha açık bir şekilde hayal etmek için, bu etki nedeniyle, 100 Hz frekanslı sesin 10 bin km'lik bir yolda ve 10 kHz frekansta 10 kat zayıfladığını not ediyoruz. - sadece 10 km mesafede (Şek. 2). Böylece, uzun menzilli su altı iletişimleri, su altı engellerinin uzun menzilli tespiti ve benzerleri için sadece düşük frekanslı ses dalgaları kullanılabilir.

Şekil 2 - Deniz suyunda yayılırken farklı frekanslardaki seslerin 10 kat azaldığı mesafeler.

20-2000 Hz frekans aralığı için işitilebilir sesler bölgesinde, orta yoğunluktaki seslerin su altında yayılma aralığı 15-20 km'ye ve ultrason bölgesinde - 3-5 km'ye ulaşır.

Küçük su hacimlerinde laboratuvar koşullarında gözlemlenen ses zayıflama değerlerine dayanarak, çok daha büyük aralıklar beklenebilir. Ancak, içinde canlı Suyun kendi özelliklerinden kaynaklanan sönümlemenin yanı sıra (viskoz sönüm olarak adlandırılır), ortamın çeşitli homojensizlikleri tarafından saçılması ve emilimi de etkiler.

Sesin kırılması veya ses ışınının yolunun eğriliği, üç ana nedenden dolayı suyun özelliklerinin heterojenliğinden kaynaklanır: derinlikle hidrostatik basınçtaki değişiklikler, tuzluluktaki değişiklikler ve su kütlesinin güneş ışınları tarafından eşit olmayan şekilde ısıtılması nedeniyle sıcaklıktaki değişiklikler. Bu nedenlerin birleşik etkisi sonucunda tatlı suda yaklaşık 1450 m/s, deniz suyunda yaklaşık 1500 m/s olan ses yayılma hızı derinlikle değişir ve değişim yasası mevsime bağlıdır. , günün saati, rezervuarın derinliği ve bir dizi başka neden. Kaynaktan ufka belli bir açıyla ayrılan ses ışınları bükülür ve bükülmenin yönü ses hızlarının ortamdaki dağılımına bağlıdır. Yaz aylarında, üst katmanlar alt katmanlardan daha sıcak olduğunda, ışınlar aşağı doğru eğilir ve çoğunlukla alttan yansır ve enerjilerinin önemli bir bölümünü kaybeder. Aksine kışın, suyun alt katmanları sıcaklığını korurken, üst katmanlar soğuduğunda, ışınlar yukarı doğru bükülür ve su yüzeyinden çok sayıda yansımaya maruz kalır ve bu sırada çok daha az enerji kaybedilir. Bu nedenle kışın ses yayılma mesafesi yaza göre daha fazladır. Kırılma nedeniyle, sözde. ölü bölgeler, yani kaynağa yakın, işitilebilirliğin olmadığı alanlar.

Bununla birlikte, kırılmanın varlığı, sesin yayılma aralığında bir artışa yol açabilir - seslerin su altında çok uzun süre yayılması olgusu. Su yüzeyinin altında bir derinlikte, sesin en düşük hızda yayıldığı bir katman vardır; bu derinliğin üzerinde, sıcaklıktaki artış nedeniyle sesin hızı ve bunun altında, derinlikle birlikte hidrostatik basıncın artması nedeniyle artar. Bu katman bir tür su altı ses kanalıdır. Kırılma nedeniyle kanalın ekseninden yukarı veya aşağı sapan bir ışın, her zaman içine geri dönme eğilimindedir. Bu katmana bir ses kaynağı ve alıcı yerleştirilirse, orta yoğunluktaki sesler bile (örneğin, 1-2 kg'lık küçük yüklerin patlamaları) yüzlerce ve binlerce kilometre mesafelerde kaydedilebilir. Bir su altı ses kanalının mevcudiyetinde ses yayılım aralığında önemli bir artış, ses kaynağı ve alıcının kanal eksenine yakın olması gerekmediği, örneğin yüzeye yakın olduğu zaman gözlemlenebilir. Bu durumda, aşağı doğru kırılan ışınlar, derin katmanlara girerler, burada yukarı doğru saparlar ve kaynaktan birkaç on kilometre uzakta tekrar yüzeye çıkarlar. Ayrıca, ışınların yayılma modeli tekrarlanır ve sonuç olarak sözde bir dizi. genellikle birkaç yüz km'lik mesafelere kadar izlenen ikincil aydınlatılmış bölgeler.

Yüksek frekanslı seslerin, özellikle de dalga boyları çok küçük olduğunda ultrasonların yayılması, genellikle doğal rezervuarlarda bulunan küçük homojensizliklerden etkilenir: mikroorganizmalar, gaz kabarcıkları, vb. Bu homojensizlikler iki şekilde hareket eder: ses dalgalarının enerjisini emer ve dağıtırlar. Sonuç olarak, ses titreşimlerinin frekansındaki artışla yayılma aralıkları azalır. Bu etki, özellikle homojenliğin en fazla olduğu yüzey su tabakasında belirgindir. Sesin su yüzeyindeki ve altındaki düzensizliklerin yanı sıra homojensizlikler tarafından saçılması, bir ses darbesinin gönderilmesine eşlik eden su altı yankılanma olgusuna neden olur: ses dalgaları, homojensizliklerin ve birleşmenin bir kombinasyonundan yansıyarak, bir sıkılaşma verir. kapalı alanlarda gözlemlenen yankılanmaya benzer şekilde, bittikten sonra da devam eden ses darbesi. Su altı yankılanma, özellikle sonar olmak üzere hidroakustiğin bir dizi pratik uygulaması için oldukça önemli bir girişimdir.

Sualtı seslerinin yayılma aralığının sınırları da sözde ile sınırlıdır. iki yönlü bir kökene sahip olan denizin kendi sesleri. Gürültünün bir kısmı, dalgaların su yüzeyine çarpmasından, sörften, yuvarlanan çakıl taşlarının gürültüsünden vb. kaynaklanır. Diğer kısım ise deniz faunası ile ilgili; buna balıklar ve diğer deniz hayvanları tarafından üretilen sesler dahildir.

>>Fizik: Farklı ortamlarda ses

Sesin yayılması elastik bir ortam gerektirir. Ses dalgaları boşlukta yayılamaz çünkü orada titreşecek hiçbir şey yoktur. Bu üzerinde doğrulanabilir basit deneyim. Elektrikli bir zili cam bir zilin altına yerleştirirsek, zilin altından hava pompalanırken, zilden gelen sesin tamamen duruncaya kadar gittikçe zayıflayacağını görürüz.

gazlarda ses. Bir fırtına sırasında önce bir şimşek çakması gördüğümüz ve ancak bir süre sonra gök gürültüsü duyduğumuz bilinmektedir (Şekil 52). Bu gecikme sesin havadaki hızının yıldırımdan gelen ışığın hızından çok daha az olmasından kaynaklanır.

Sesin havadaki hızı ilk olarak 1636 yılında Fransız bilim adamı M. Mersenne tarafından ölçülmüştür. 20 °C sıcaklıkta 343 m/s'ye eşittir, yani 1235 km / s. Kalaşnikof makineli tüfekten (PK) ateşlenen bir merminin hızının 800 m mesafede düştüğünü unutmayın. Merminin namlu çıkış hızı 825 m/s olup sesin havadaki hızından çok daha yüksektir. Bu nedenle, bir silah sesi veya bir merminin ıslığını duyan bir kişinin endişelenmesine gerek yoktur: bu kurşun onu çoktan geçmiştir. Kurşun, atış sesini aşar ve ses gelmeden kurbanına ulaşır.

Sesin hızı ortamın sıcaklığına bağlıdır: hava sıcaklığındaki artışla artar ve azaldıkça azalır. 0 °C'de sesin havadaki hızı 331 m/s'dir.

Ses, farklı gazlarda farklı hızlarda yayılır. Gaz moleküllerinin kütlesi ne kadar büyükse, içindeki sesin hızı o kadar düşük olur. Yani, 0 ° C sıcaklıkta, sesin hidrojendeki hızı 1284 m/sn, helyumdaki - 965 m/sn ve oksijendeki - 316 m/sn'dir.

sıvılarda ses. Sesin sıvılardaki hızı genellikle gazlardaki hızından daha fazladır. Sesin sudaki hızı ilk kez 1826'da J. Colladon ve J. Sturm tarafından ölçülmüştür. Deneylerini İsviçre'deki Cenevre Gölü üzerinde gerçekleştirdiler (Şekil 53). Bir teknede barutu ateşe verdiler ve aynı zamanda suya indirilmiş bir zili vurdular. Yine suya indirilen özel bir korna yardımıyla bu zilin sesi, birincisinden 14 km uzaklıkta bulunan başka bir tekneye takıldı. Işığın parlaması ile varış arasındaki zaman aralığına göre ses sinyali sesin sudaki hızını belirler. 8 °C sıcaklıkta yaklaşık 1440 m/s olduğu ortaya çıktı.

İkisi arasındaki sınırda farklı ortamlar ses dalgasının bir kısmı yansır ve bir kısmı daha uzağa gider. Ses havadan suya geçtiğinde ses enerjisinin %99,9'u geri yansır, ancak sudaki basınç ses dalgası neredeyse 2 kat daha yüksek olduğu ortaya çıkıyor. İşitme cihazı balık buna tepki verir. Bu nedenle, örneğin, su yüzeyinin üzerindeki çığlıklar ve sesler doğru yol deniz canlılarını korkutup kaçırın. Bu çığlıklar su altındaki bir kişiyi sağır etmeyecektir: suya daldırıldığında, kulaklarında hava "tıkaçları" kalacak ve bu da onu aşırı ses yükünden kurtaracaktır.

Ses sudan havaya geçtiğinde enerjinin %99,9'u tekrar yansır. Ancak havadan suya geçiş sırasında ses basıncı arttıysa, şimdi tam tersine keskin bir şekilde düşüyor. Bu nedenle örneğin suyun altında bir taşın diğerine çarpmasıyla çıkan ses havada insana ulaşmaz.

Sesin su ile hava arasındaki sınırdaki bu davranışı, atalarımıza üzerinde düşünmeleri için sebep verdi. denizaltı dünyası"sessizlik dünyası". Dolayısıyla şu ifade: "O bir balık kadar aptal." Ancak Leonardo da Vinci bile kulağınızı suya indirilmiş bir küreğe dayayarak su altı seslerini dinlemeyi önerdi. Bu yöntemi kullanarak, balıkların aslında oldukça konuşkan olduğunu görebilirsiniz.

katılarda ses. Sesin katılardaki hızı sıvı ve gazlardakinden daha fazladır. Kulağınızı raya dayadığınızda rayın diğer ucuna çarptıktan sonra iki ses duyacaksınız. Biri kulağınıza ray boyunca, diğeri ise hava yoluyla ulaşacak.

Toprak iyi bir ses iletkenliğine sahiptir. Bu nedenle, eski günlerde, bir kuşatma sırasında, kale duvarlarına, dünyanın ilettiği sesle düşmanın duvarları kazıp kazmadığını belirleyebilen "işiticiler" yerleştirilirdi. Kulağını yere dayayarak düşman süvarilerinin yaklaşmasını da izlediler.

Katı cisimler sesi iyi iletir. Bu nedenle işitme duyusunu kaybetmiş kişiler bazen kendilerine ulaşan müzikle dans edebilirler. işitsel sinirler havadan ve dış kulaktan değil, zeminden ve kemiklerden.

1. Neden bir fırtına sırasında önce şimşeği görür, sonra gök gürültüsünü duyarız? 2. Gazlarda sesin hızını ne belirler? 3. Nehir kıyısında duran bir kişi suyun altında oluşan sesleri neden duymaz? 4. Eski zamanlarda düşmanın toprak işlerini takip eden "işitenler" neden genellikle kör insanlardı?

deneysel görev . Tahtanın bir ucuna (veya uzun bir tahta cetvel) koymak kol saati, kulağınızı diğer ucuna takın. Ne duyuyorsun? Fenomeni açıklayın.

S.V. Gromov, N.A. Anavatan, Fizik 8. Sınıf

İnternet sitelerinden okuyucular tarafından gönderildi

Fizik planlama, fizik ders planları, okul programı, 8. sınıf fizik ders kitapları ve kitapları, 8. sınıf fizik dersleri ve ödevleri