Швидкість звуку. Звукові ефекти в природі і техніці

Для вивчення оточуючого нас світу людина отримала в подарунок від природи здатність чути. Завдяки цьому ми володіємо можливістю насолоджуватися треллю птахів і музичними творами, отримувати сигнали-попередження про небезпеку і спілкуватися між собою.

Розглядаючи природу звуку, фізики дали відповідь, що ми маємо справу з механічними хвилями. Для їх розповсюдження необхідна наявність пружного середовища. Відповідь на питання про те, яка швидкість звуку у вакуумі для ідеальних умов (повна відсутність речовини) напрошується сам собою. У вакуумі він поширюватися не може. Швидкість звуку, відповідно, прирівнюється до нуля. Але це не означає, що в комічному просторі відсутні акустичні явища. Деякі мають цілком зрозумілу природу і пов'язані безпосередньо з освоєнням просторів космосу людиною. Гул моторів в кораблях, звукові вібрації всередині космічних човників. А деяким явищам ще належить знайти пояснення, наприклад, таким, як звуки, які супроводжують космічні світіння, або низькочастотні «сліди» космічних кораблів.

У різних умовах швидкість звуку має певні дослідним шляхом величини. На його поширення впливає наявність перешкод. Враховуючи те, що ми маємо справу з механічними хвилями, можемо простежити, як звук огинає ці перешкоди. Це явище відносно хвиль називається дифракцією. Низькі хвилі краще піддаються їй, ніж високі. Хор, що навернув за ріг, спочатку «втрачає» високі голоси, а потім стає не чути співаків з низьким тембром.

Про вплив звукових хвиль на здоров'я людини замислювалися ще задовго до відкриття інфразвуку. За допомогою генератора нечутних звукових частот можна впливати на настрій великого скупчення народу. Так, фізику з Америки Роберту Вуду приписують досить незвичайний експеримент. Він проніс в театр інфразвуковий генератор, включив його і став свідком того, як усіх глядачів охопила незвичайна нервозність і занепокоєння.

Навіть такому феномену, як поява «летючих голландців» - кораблів із загиблою командою, намагаються дати пояснення впливом інфразвукових частот, що генеруються морською безоднею під час шторму.

Враховуючи природу поширення звукових хвиль, можна зробити висновок, що швидкість звуку в різній середовищі має різну величину. Було відмічено, що звук поширюється в газах з неоднаковою швидкістю. При цьому на даний показник не впливає щільність газів, він залежить від маси молекул.

У рідинах звук поширюється ще швидше. Ось тільки людське вухо погано розрізняє його в подібному середовищі. Звукова хвиля, поширювана у воді, практично повністю відбивається від барабанної перетинки. Але ще Леонардо да Вінчі знайшов оригінальний спосіб слухати підводні звуки. Для цього він запропонував використовувати опущене у воду весло. Якщо порівнювати швидкість звуку в повітрі (331 м / с) і у воді (1435 м / с), то можна простежити явну перевагу більш щільною середовища для його поширення.

Тверді тіла б'ють всі рекорди. Швидкість поширення звуку в них може досягати 5000 м / с. Цікавий досвід можна проробити з звичайним рейкою, приклавши до нього вухо. Якщо хтось вдалині вдарить по ньому молотком, то ми зможемо чітко розчути два удари. Перший - це звукова інформація, отримана шляхом поширення по металу, а другий - хвиля, яка прибула по повітрю.

Для величезної кількості фізичних явищ швидкість звуку є своєрідним еталоном, відправною точкою для порівняння. Сучасні винищувачі вважають найбільшим досягненням свої надзвукові здібності. Вимірюючи час проходження певної ділянки звуковою хвилею, можна визначати відстань з досить високою точністю.

Використання звукових ефектів в різних сферах людської діяльності вражає своїм різноманіттям.