Kung ang isang sound wave ay hindi nakatagpo ng mga hadlang sa landas nito, ito ay kumakalat nang pantay-pantay sa lahat ng direksyon. Ngunit hindi lahat ng balakid ay nagiging hadlang para sa kanya.
Ang pagkakaroon ng nakatagpo ng isang balakid sa landas nito, ang tunog ay maaaring yumuko sa paligid nito, maipakita, ma-refract o masipsip.
Pagdidiprakt ng tunog
Maaari tayong makipag-usap sa isang tao na nakatayo sa sulok ng isang gusali, sa likod ng isang puno o sa likod ng isang bakod, bagaman hindi natin siya nakikita. Naririnig natin ito dahil ang tunog ay nagagawang yumuko sa mga bagay na ito at tumagos sa lugar sa likod ng mga ito.
Ang kakayahan ng alon na yumuko sa isang balakid ay tinatawag diffraction .
Ang diffraction ay nangyayari kapag ang sound wavelength ay lumampas sa laki ng obstacle. Medyo mahaba ang low frequency sound waves. Halimbawa, sa dalas ng 100 Hz ito ay katumbas ng 3.37 m. Habang bumababa ang dalas, ang haba ay nagiging mas malaki. Samakatuwid, ang isang sound wave ay madaling yumuko sa mga bagay na maihahambing dito. Ang mga puno sa parke ay hindi nakakasagabal sa ating pandinig ng tunog, dahil ang mga diameter ng kanilang mga putot ay mas maliit kaysa sa haba ng sound wave.
Salamat sa diffraction, ang mga sound wave ay tumagos sa mga bitak at butas sa isang balakid at nagpapalaganap sa likod ng mga ito.
Maglagay tayo ng flat screen na may butas sa landas ng sound wave.
Sa kaso kung saan ang sound wavelength ƛ mas malaki kaysa sa diameter ng butas D , o ang mga halagang ito ay humigit-kumulang pantay, pagkatapos ay sa likod ng butas ang tunog ay maaabot ang lahat ng mga punto sa lugar na nasa likod ng screen (sound shadow area). Ang harap ng papalabas na alon ay magmumukhang isang hemisphere.
Kung ƛ ay bahagyang mas maliit lamang kaysa sa diameter ng slit, pagkatapos ay ang pangunahing bahagi ng alon ay kumakalat nang tuwid, at ang isang maliit na bahagi ay bahagyang lumilihis sa mga gilid. At sa kaso kung kailan ƛ mas mababa D , ang buong alon ay pupunta sa pasulong na direksyon.
Repleksiyon ng tunog
Kung ang isang sound wave ay tumama sa interface sa pagitan ng dalawang media, iba't ibang mga opsyon para sa karagdagang pagpapalaganap nito ay posible. Maaaring maipakita ang tunog mula sa interface, maaaring lumipat sa ibang daluyan nang hindi nagbabago ng direksyon, o maaaring ma-refracted, iyon ay, ilipat, binabago ang direksyon nito.
Ipagpalagay na ang isang balakid ay lilitaw sa landas ng isang sound wave, ang laki nito ay mas malaki kaysa sa wavelength, halimbawa, isang manipis na bangin. Paano gagana ang tunog? Dahil hindi ito makakalampas sa balakid na ito, makikita ito mula rito. Sa likod ng balakid ay acoustic shadow zone .
Ang tunog na sinasalamin mula sa isang balakid ay tinatawag echo .
Ang likas na katangian ng pagmuni-muni ng sound wave ay maaaring iba. Depende ito sa hugis ng reflective surface.
Pagninilay tinatawag na pagbabago sa direksyon ng sound wave sa interface sa pagitan ng dalawang magkaibang media. Kapag naaninag, ang alon ay babalik sa daluyan kung saan ito nanggaling.
Kung ang ibabaw ay patag, ang tunog ay makikita mula dito sa parehong paraan tulad ng isang sinag ng liwanag na makikita sa salamin.
Ang mga sound ray na makikita mula sa malukong ibabaw ay nakatutok sa isang punto.
Ang matambok na ibabaw ay nagwawaldas ng tunog.
Ang epekto ng dispersion ay ibinibigay ng mga convex column, malalaking molding, chandelier, atbp.
Ang tunog ay hindi dumadaan mula sa isang daluyan patungo sa isa pa, ngunit makikita mula dito kung ang mga densidad ng media ay naiiba nang malaki. Kaya, ang tunog na lumilitaw sa tubig ay hindi lumilipat sa hangin. Sinasalamin mula sa interface, nananatili ito sa tubig. Ang isang taong nakatayo sa pampang ng ilog ay hindi maririnig ang tunog na ito. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng malaking pagkakaiba sa mga impedance ng alon ng tubig at hangin. Sa acoustics, ang wave impedance ay katumbas ng produkto ng density ng medium at ang bilis ng tunog sa loob nito. Dahil ang wave resistance ng mga gas ay makabuluhang mas mababa kaysa sa wave resistance ng mga likido at solids, kapag ang isang sound wave ay tumama sa hangganan ng hangin at tubig, ito ay makikita.
Hindi naririnig ng mga isda sa tubig ang tunog na lumilitaw sa ibabaw ng tubig, ngunit malinaw nilang nakikilala ang tunog, kung saan ang pinagmulan ay isang katawan na nanginginig sa tubig.
Repraksyon ng tunog
Ang pagpapalit ng direksyon ng pagpapalaganap ng tunog ay tinatawag repraksyon . Ang kababalaghan na ito ay nangyayari kapag ang tunog ay naglalakbay mula sa isang daluyan patungo sa isa pa, at ang bilis ng pagpapalaganap nito sa mga kapaligirang ito ay iba.
Ang ratio ng sine ng anggulo ng saklaw sa sine ng anggulo ng pagmuni-muni ay katumbas ng ratio ng mga bilis ng pagpapalaganap ng tunog sa media.
saan i - anggulo ng saklaw,
r - anggulo ng pagmuni-muni,
v 1 – bilis ng pagpapalaganap ng tunog sa unang daluyan,
v 2 – bilis ng pagpapalaganap ng tunog sa pangalawang daluyan,
n – refractive index.
Ang repraksyon ng tunog ay tinatawag repraksyon .
Kung ang isang sound wave ay hindi bumabagsak nang patayo sa ibabaw, ngunit sa isang anggulo maliban sa 90°, ang refracted wave ay lilihis mula sa direksyon ng incident wave.
Ang repraksyon ng tunog ay maaaring maobserbahan hindi lamang sa interface sa pagitan ng media. Ang mga sound wave ay maaaring magbago ng kanilang direksyon sa isang heterogenous medium - ang kapaligiran, ang karagatan.
Sa atmospera, ang repraksyon ay sanhi ng mga pagbabago sa temperatura ng hangin, bilis at direksyon ng paggalaw ng mga masa ng hangin. At sa karagatan ay lumilitaw ito dahil sa heterogeneity ng mga katangian ng tubig - iba't ibang hydrostatic pressure sa iba't ibang kalaliman, iba't ibang temperatura at iba't ibang kaasinan.
Pagsipsip ng tunog
Kapag ang isang sound wave ay nakatagpo ng isang ibabaw, bahagi ng enerhiya nito ay hinihigop. At kung gaano karaming enerhiya ang maaaring makuha ng isang daluyan ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pag-alam sa koepisyent ng pagsipsip ng tunog. Ang koepisyent na ito ay nagpapakita kung gaano kalaki ang enerhiya ng mga tunog na panginginig ng boses na nasisipsip ng 1 m2 ng balakid. Ito ay may halaga mula 0 hanggang 1.
Ang yunit ng pagsukat para sa pagsipsip ng tunog ay tinatawag sabin . Nakuha nito ang pangalan mula sa American physicist Wallace Clement Sabin, tagapagtatag ng architectural acoustics. Ang 1 sabin ay ang enerhiya na hinihigop ng 1 m 2 ng ibabaw, ang koepisyent ng pagsipsip na kung saan ay 1. Iyon ay, ang naturang ibabaw ay dapat na ganap na sumipsip ng lahat ng enerhiya ng sound wave.
Reverberation
Wallace Sabin
Ang pag-aari ng mga materyales na sumipsip ng tunog ay malawakang ginagamit sa arkitektura. Habang pinag-aaralan ang acoustics ng Lecture Hall, bahagi ng Fogg Museum, napagpasyahan ni Wallace Clement Sabin na mayroong kaugnayan sa pagitan ng laki ng bulwagan, ang mga kondisyon ng tunog, ang uri at lugar ng mga materyales na sumisipsip ng tunog at oras ng reverberation .
Reverberation tawagan ang proseso ng pagmuni-muni ng sound wave mula sa mga hadlang at ang unti-unting pagpapahina nito pagkatapos patayin ang pinagmumulan ng tunog. Sa isang nakapaloob na espasyo, ang tunog ay maaaring maipakita nang paulit-ulit mula sa mga dingding at mga bagay. Bilang isang resulta, ang iba't ibang mga signal ng echo ay lumitaw, na ang bawat isa ay tunog na parang hiwalay. Ang epektong ito ay tinatawag epekto ng reverberation .
Ang pinakamahalagang katangian ng silid ay oras ng reverberation , na ipinasok ni Sabin at nakalkula.
saan V - dami ng silid,
A – pangkalahatang pagsipsip ng tunog.
saan a i - koepisyent ng pagsipsip ng tunog ng materyal,
S i - lugar ng bawat ibabaw.
Kung ang oras ng reverberation ay mahaba, ang mga tunog ay tila "gala" sa paligid ng bulwagan. Nagsasapawan sila sa isa't isa, nilulunod ang pangunahing pinagmumulan ng tunog, at ang bulwagan ay nagiging booming. Sa maikling oras ng reverberation, ang mga pader ay mabilis na sumisipsip ng mga tunog at sila ay nagiging mapurol. Samakatuwid, ang bawat silid ay dapat magkaroon ng sarili nitong eksaktong pagkalkula.
Batay sa kanyang mga kalkulasyon, inayos ni Sabin ang mga materyales na sumisipsip ng tunog sa paraang nabawasan ang "echo effect". At ang Boston Symphony Hall, sa paglikha kung saan siya ay isang acoustic consultant, ay itinuturing pa rin na isa sa mga pinakamahusay na bulwagan sa mundo.
Kung ang isang sound wave ay hindi nakatagpo ng mga hadlang sa landas nito, ito ay kumakalat nang pantay-pantay sa lahat ng direksyon. Ngunit hindi lahat ng balakid ay nagiging hadlang para sa kanya.
Ang pagkakaroon ng nakatagpo ng isang balakid sa landas nito, ang tunog ay maaaring yumuko sa paligid nito, maipakita, ma-refract o masipsip.
Pagdidiprakt ng tunog
Maaari tayong makipag-usap sa isang tao na nakatayo sa sulok ng isang gusali, sa likod ng isang puno o sa likod ng isang bakod, bagaman hindi natin siya nakikita. Naririnig natin ito dahil ang tunog ay nagagawang yumuko sa mga bagay na ito at tumagos sa lugar sa likod ng mga ito.
Ang kakayahan ng alon na yumuko sa isang balakid ay tinatawag diffraction .
Ang diffraction ay nangyayari kapag ang sound wavelength ay lumampas sa laki ng obstacle. Medyo mahaba ang low frequency sound waves. Halimbawa, sa dalas ng 100 Hz ito ay katumbas ng 3.37 m. Habang bumababa ang dalas, ang haba ay nagiging mas malaki. Samakatuwid, ang isang sound wave ay madaling yumuko sa mga bagay na maihahambing dito. Ang mga puno sa parke ay hindi nakakasagabal sa ating pandinig ng tunog, dahil ang mga diameter ng kanilang mga putot ay mas maliit kaysa sa haba ng sound wave.
Salamat sa diffraction, ang mga sound wave ay tumagos sa mga bitak at butas sa isang balakid at nagpapalaganap sa likod ng mga ito.
Maglagay tayo ng flat screen na may butas sa landas ng sound wave.
Sa kaso kung saan ang sound wavelength ƛ mas malaki kaysa sa diameter ng butas D , o ang mga halagang ito ay humigit-kumulang pantay, pagkatapos ay sa likod ng butas ang tunog ay maaabot ang lahat ng mga punto sa lugar na nasa likod ng screen (sound shadow area). Ang harap ng papalabas na alon ay magmumukhang isang hemisphere.
Kung ƛ ay bahagyang mas maliit lamang kaysa sa diameter ng slit, pagkatapos ay ang pangunahing bahagi ng alon ay kumakalat nang tuwid, at ang isang maliit na bahagi ay bahagyang lumilihis sa mga gilid. At sa kaso kung kailan ƛ mas mababa D , ang buong alon ay pupunta sa pasulong na direksyon.
Repleksiyon ng tunog
Kung ang isang sound wave ay tumama sa interface sa pagitan ng dalawang media, iba't ibang mga opsyon para sa karagdagang pagpapalaganap nito ay posible. Maaaring maipakita ang tunog mula sa interface, maaaring lumipat sa ibang daluyan nang hindi nagbabago ng direksyon, o maaaring ma-refracted, iyon ay, ilipat, binabago ang direksyon nito.
Ipagpalagay na ang isang balakid ay lilitaw sa landas ng isang sound wave, ang laki nito ay mas malaki kaysa sa wavelength, halimbawa, isang manipis na bangin. Paano gagana ang tunog? Dahil hindi ito makakalampas sa balakid na ito, makikita ito mula rito. Sa likod ng balakid ay acoustic shadow zone .
Ang tunog na sinasalamin mula sa isang balakid ay tinatawag echo .
Ang likas na katangian ng pagmuni-muni ng sound wave ay maaaring iba. Depende ito sa hugis ng reflective surface.
Pagninilay tinatawag na pagbabago sa direksyon ng sound wave sa interface sa pagitan ng dalawang magkaibang media. Kapag naaninag, ang alon ay babalik sa daluyan kung saan ito nanggaling.
Kung ang ibabaw ay patag, ang tunog ay makikita mula dito sa parehong paraan tulad ng isang sinag ng liwanag na makikita sa salamin.
Ang mga sound ray na makikita mula sa malukong ibabaw ay nakatutok sa isang punto.
Ang matambok na ibabaw ay nagwawaldas ng tunog.
Ang epekto ng dispersion ay ibinibigay ng mga convex column, malalaking molding, chandelier, atbp.
Ang tunog ay hindi dumadaan mula sa isang daluyan patungo sa isa pa, ngunit makikita mula dito kung ang mga densidad ng media ay naiiba nang malaki. Kaya, ang tunog na lumilitaw sa tubig ay hindi lumilipat sa hangin. Sinasalamin mula sa interface, nananatili ito sa tubig. Ang isang taong nakatayo sa pampang ng ilog ay hindi maririnig ang tunog na ito. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng malaking pagkakaiba sa mga impedance ng alon ng tubig at hangin. Sa acoustics, ang wave impedance ay katumbas ng produkto ng density ng medium at ang bilis ng tunog sa loob nito. Dahil ang wave resistance ng mga gas ay makabuluhang mas mababa kaysa sa wave resistance ng mga likido at solids, kapag ang isang sound wave ay tumama sa hangganan ng hangin at tubig, ito ay makikita.
Hindi naririnig ng mga isda sa tubig ang tunog na lumilitaw sa ibabaw ng tubig, ngunit malinaw nilang nakikilala ang tunog, kung saan ang pinagmulan ay isang katawan na nanginginig sa tubig.
Repraksyon ng tunog
Ang pagpapalit ng direksyon ng pagpapalaganap ng tunog ay tinatawag repraksyon . Ang kababalaghan na ito ay nangyayari kapag ang tunog ay naglalakbay mula sa isang daluyan patungo sa isa pa, at ang bilis ng pagpapalaganap nito sa mga kapaligirang ito ay iba.
Ang ratio ng sine ng anggulo ng saklaw sa sine ng anggulo ng pagmuni-muni ay katumbas ng ratio ng mga bilis ng pagpapalaganap ng tunog sa media.
saan i - anggulo ng saklaw,
r - anggulo ng pagmuni-muni,
v 1 – bilis ng pagpapalaganap ng tunog sa unang daluyan,
v 2 – bilis ng pagpapalaganap ng tunog sa pangalawang daluyan,
n – refractive index.
Ang repraksyon ng tunog ay tinatawag repraksyon .
Kung ang isang sound wave ay hindi bumabagsak nang patayo sa ibabaw, ngunit sa isang anggulo maliban sa 90°, ang refracted wave ay lilihis mula sa direksyon ng incident wave.
Ang repraksyon ng tunog ay maaaring maobserbahan hindi lamang sa interface sa pagitan ng media. Ang mga sound wave ay maaaring magbago ng kanilang direksyon sa isang heterogenous medium - ang kapaligiran, ang karagatan.
Sa atmospera, ang repraksyon ay sanhi ng mga pagbabago sa temperatura ng hangin, bilis at direksyon ng paggalaw ng mga masa ng hangin. At sa karagatan ay lumilitaw ito dahil sa heterogeneity ng mga katangian ng tubig - iba't ibang hydrostatic pressure sa iba't ibang kalaliman, iba't ibang temperatura at iba't ibang kaasinan.
Pagsipsip ng tunog
Kapag ang isang sound wave ay nakatagpo ng isang ibabaw, bahagi ng enerhiya nito ay hinihigop. At kung gaano karaming enerhiya ang maaaring makuha ng isang daluyan ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pag-alam sa koepisyent ng pagsipsip ng tunog. Ang koepisyent na ito ay nagpapakita kung gaano kalaki ang enerhiya ng mga tunog na panginginig ng boses na nasisipsip ng 1 m2 ng balakid. Ito ay may halaga mula 0 hanggang 1.
Ang yunit ng pagsukat para sa pagsipsip ng tunog ay tinatawag sabin . Nakuha nito ang pangalan mula sa American physicist Wallace Clement Sabin, tagapagtatag ng architectural acoustics. Ang 1 sabin ay ang enerhiya na hinihigop ng 1 m 2 ng ibabaw, ang koepisyent ng pagsipsip na kung saan ay 1. Iyon ay, ang naturang ibabaw ay dapat na ganap na sumipsip ng lahat ng enerhiya ng sound wave.
Reverberation
Wallace Sabin
Ang pag-aari ng mga materyales na sumipsip ng tunog ay malawakang ginagamit sa arkitektura. Habang pinag-aaralan ang acoustics ng Lecture Hall, bahagi ng Fogg Museum, napagpasyahan ni Wallace Clement Sabin na mayroong kaugnayan sa pagitan ng laki ng bulwagan, ang mga kondisyon ng tunog, ang uri at lugar ng mga materyales na sumisipsip ng tunog at oras ng reverberation .
Reverberation tawagan ang proseso ng pagmuni-muni ng sound wave mula sa mga hadlang at ang unti-unting pagpapahina nito pagkatapos patayin ang pinagmumulan ng tunog. Sa isang nakapaloob na espasyo, ang tunog ay maaaring maipakita nang paulit-ulit mula sa mga dingding at mga bagay. Bilang isang resulta, ang iba't ibang mga signal ng echo ay lumitaw, na ang bawat isa ay tunog na parang hiwalay. Ang epektong ito ay tinatawag epekto ng reverberation .
Ang pinakamahalagang katangian ng silid ay oras ng reverberation , na ipinasok ni Sabin at nakalkula.
saan V - dami ng silid,
A – pangkalahatang pagsipsip ng tunog.
saan a i - koepisyent ng pagsipsip ng tunog ng materyal,
S i - lugar ng bawat ibabaw.
Kung ang oras ng reverberation ay mahaba, ang mga tunog ay tila "gala" sa paligid ng bulwagan. Nagsasapawan sila sa isa't isa, nilulunod ang pangunahing pinagmumulan ng tunog, at ang bulwagan ay nagiging booming. Sa maikling oras ng reverberation, ang mga pader ay mabilis na sumisipsip ng mga tunog at sila ay nagiging mapurol. Samakatuwid, ang bawat silid ay dapat magkaroon ng sarili nitong eksaktong pagkalkula.
Batay sa kanyang mga kalkulasyon, inayos ni Sabin ang mga materyales na sumisipsip ng tunog sa paraang nabawasan ang "echo effect". At ang Boston Symphony Hall, sa paglikha kung saan siya ay isang acoustic consultant, ay itinuturing pa rin na isa sa mga pinakamahusay na bulwagan sa mundo.
Paunang Salita.
Tunog- ito ay mga mekanikal na panginginig ng boses na kumakalat sa nababanat na media - mga gas, likido at solido - at nakikita ng mga organo ng pandinig.
Ngayon mag-isip tayo ng kaunti. Kung, halimbawa, ang isang bato ay nahulog sa mga bundok, at walang sinuman sa malapit na makakarinig ng tunog ng pagbagsak nito, mayroon ba ang tunog o wala? Ang tanong ay maaaring masagot sa parehong positibo at negatibo sa pantay na sukat, dahil ang salitang "tunog" ay may dobleng kahulugan. Samakatuwid, kinakailangang sumang-ayon sa kung ano ang itinuturing na tunog - isang pisikal na kababalaghan sa anyo ng pagpapalaganap ng mga vibrations ng tunog sa hangin o ang sensasyon ng nakikinig. Ang una ay mahalagang dahilan, ang pangalawa ay ang epekto, habang ang unang konsepto ng tunog ay layunin, ang pangalawa ay subjective.
Sa una Sa kasong ito, ang tunog ay talagang kumakatawan sa isang stream ng enerhiya na dumadaloy tulad ng isang stream ng ilog. Maaaring baguhin ng gayong tunog ang daluyan kung saan ito dumadaan, at ito mismo ay binago nito. Sa pangalawa Sa kasong ito, ang ibig sabihin ng tunog ay ang mga sensasyong nanggagaling sa nakikinig kapag kumikilos ang sound wave sa utak sa pamamagitan ng hearing aid. Ang pagdinig ng isang tunog, ang isang tao ay maaaring makaranas ng iba't ibang mga damdamin. Ang pinaka-iba't-ibang mga damdamin ay evoked sa amin sa pamamagitan ng kumplikadong kumplikado ng mga tunog na tinatawag namin musika. Mga tunog ang naging batayan mga talumpati, na nagsisilbing pangunahing paraan ng komunikasyon sa lipunan ng tao. At sa wakas, mayroong isang anyo ng tunog bilang ingay. Ang pagsusuri ng tunog mula sa pananaw ng subjective na perception ay mas kumplikado kaysa sa isang layunin na pagtatasa.
Pagpapalaganap ng tunog sa kalawakan at ang epekto nito sa mga organ ng pandinig ng tao.
Kapag ang isang sound wave ay umabot sa anumang punto sa kalawakan, ang mga particle ng bagay, na hindi pa nagsagawa ng mga iniutos na paggalaw, ay nagsisimulang manginig. Anumang gumagalaw na katawan, kabilang ang mga oscillating, ay may kakayahang gumawa ng trabaho, iyon ay, mayroon itong enerhiya. Dahil dito, ang pagpapalaganap ng isang sound wave ay sinamahan ng pagpapalaganap ng enerhiya. Ang pinagmumulan ng enerhiya na ito ay isang vibrating body, na nagpapalabas ng enerhiya sa nakapalibot na espasyo (materya).
Ang mga organ ng pandinig ng tao ay may kakayahang makita ang mga vibrations na may dalas mula 15-20 hertz hanggang 16-20 thousand hertz. Ang mga mekanikal na panginginig ng boses na may ipinahiwatig na mga frequency ay tinatawag na tunog o acoustic (ang acoustic ay ang pag-aaral ng tunog)
Kaya, ang tunog ay isang proseso ng wave oscillatory na nagaganap sa isang nababanat na daluyan at nagdudulot ng pandinig na sensasyon. Gayunpaman, ang pagiging sensitibo ng tao sa mga tunog ay pumipili, kaya pinag-uusapan natin ang mga naririnig at hindi naririnig na mga tunog. Ang kumbinasyon ng pareho sa pangkalahatan ay kahawig ng spectrum ng solar rays, kung saan mayroong nakikitang rehiyon - mula pula hanggang violet at dalawang hindi nakikita - infrared at ultraviolet. Sa pamamagitan ng pagkakatulad sa solar spectrum, ang mga tunog na hindi nakikita ng tainga ng tao ay tinatawag infrasounds, mga ultrasound At hypersonics.
Ano ang nangyayari sa mga organo ng pandinig na may iba't ibang sistema at proseso ng pagbabago ng pandinig? Tingnan natin ang istruktura ng sistema ng pandinig ng tao.
Ang panlabas na tainga ay binubuo ng pinna at ang auditory canal, na nagkokonekta nito sa eardrum. Ang pangunahing tungkulin ng panlabas na tainga ay upang matukoy ang direksyon ng pinagmulan ng tunog. Ang auditory canal, na isang dalawang sentimetro ang haba na tubo na patulis papasok, ay nagpoprotekta sa mga panloob na bahagi ng tainga at gumaganap ng papel ng isang resonator. Ang auditory canal ay nagtatapos sa eardrum, isang lamad na nag-vibrate sa ilalim ng impluwensya ng mga sound wave. Dito, sa panlabas na hangganan ng gitnang tainga, nangyayari ang pagbabago ng layunin ng tunog sa subjective. Sa likod ng eardrum ay may tatlong maliliit na magkakaugnay na buto: ang malleus, ang incus at ang stirrup, kung saan ang mga vibrations ay ipinapadala sa panloob na tainga.
Doon, sa auditory nerve, sila ay na-convert sa mga electrical signal. Ang maliit na lukab, kung saan matatagpuan ang malleus, incus at stapes, ay puno ng hangin at konektado sa oral cavity ng Eustachian tube. Salamat sa huli, ang pantay na presyon ay pinananatili sa panloob at panlabas na gilid ng eardrum. Karaniwan ang Eustachian tube ay sarado, at bumubukas lamang kapag may biglaang pagbabago sa presyon (yawning, swallowing) upang mapantayan ito. Kung ang Eustachian tube ng isang tao ay sarado, halimbawa dahil sa isang sipon, kung gayon ang presyon ay hindi napantayan at ang tao ay nakakaramdam ng sakit sa tainga.
Ang puwersa na kumikilos sa eardrum ay katumbas ng produkto ng presyon at ang lugar ng eardrum.
Ngunit ang tunay na misteryo ng pandinig ay nagsisimula sa hugis-itlog na bintana. Ang mga sound wave ay nagpapalaganap sa isang likido ( perilymph) kung saan napupuno ang kuhol. Ang organ na ito ng panloob na tainga, na hugis tulad ng isang cochlea, ay tatlong sentimetro ang haba at nahahati sa buong haba nito ng isang septum sa dalawang bahagi. Ang mga sound wave ay umabot sa partisyon, lumibot dito at pagkatapos ay kumalat patungo sa halos parehong lugar kung saan sila unang nahawakan ang partisyon, ngunit sa kabilang panig.
Ang cochlear septum ay binubuo ng pangunahing lamad, napakakapal at masikip. Ang mga tunog na panginginig ng boses ay lumilikha ng mga alon na parang alon sa ibabaw nito, na may mga tagaytay para sa iba't ibang mga frequency na nakahiga sa mga partikular na bahagi ng lamad.
Ang mga mekanikal na panginginig ng boses ay binago sa mga elektrikal sa isang espesyal na organ( organ ng Corti), inilagay sa itaas ng tuktok ng pangunahing lamad.
Sa itaas ng organ ng Corti ay matatagpuan tectorial membrane. Ang parehong mga organ na ito ay nahuhulog sa likido - endolymph at humiwalay sa natitirang bahagi ng cochlea lamad ng Reissner. Ang mga buhok na tumutubo mula sa organ ng Corti ay halos tumagos sa tectorial membrane, at kapag ang tunog ay nangyari, sila ay nakikipag-ugnay - ang tunog ay na-convert, ngayon ito ay naka-encode sa anyo ng mga de-koryenteng signal.
Ang balat at mga buto ng bungo ay may mahalagang papel sa pagpapahusay ng ating kakayahang makakita ng mga tunog, dahil sa kanilang magandang conductivity. Halimbawa, kung ilalagay mo ang iyong tainga sa riles, ang paggalaw ng paparating na tren ay maaaring matukoy nang matagal bago ito lumitaw.
Mga katangian ng tunog at mga katangian nito.
Ang pangunahing pisikal na katangian ng tunog ay ang dalas at intensity ng vibrations. Nakakaimpluwensya sila sa auditory perception ng mga tao.
Panahon Ang oscillation ay ang oras kung kailan nangyayari ang isang kumpletong oscillation. Ang isang halimbawa ay maaaring ibigay ng isang swinging pendulum, kapag ito ay gumagalaw mula sa matinding kaliwang posisyon patungo sa matinding kanan at bumalik sa orihinal nitong posisyon.
Dalas Ang mga oscillations ay ang bilang ng kumpletong oscillations (mga panahon) sa isang segundo. Ang yunit na ito ay tinatawag na hertz (Hz). Kung mas mataas ang dalas ng panginginig ng boses, mas mataas ang tunog na ating naririnig, ibig sabihin, mas mataas ang tunog tono. Ayon sa tinatanggap na internasyonal na sistema ng mga yunit, 1000 Hz ay tinatawag na kilohertz (kHz), at 1,000,000 ay tinatawag na megahertz (MHz).
Distribusyon ng dalas: mga naririnig na tunog – sa loob ng 15Hz-20kHz, infrasound – mas mababa sa 15Hz; mga ultrasound – sa loob ng 1.5·10 4 – 10 9 Hz; hypertunog - sa loob ng 10 9 – 10 13 Hz.
Ang tainga ng tao ay pinaka-sensitibo sa mga tunog na may mga frequency sa pagitan ng 2000 at 5000 kHz. Ang pinakamalaking katalinuhan ng pandinig ay sinusunod sa edad na 15-20 taon. Sa edad, lumalala ang pandinig.
Kaugnay ng panahon at dalas ng mga oscillation ay ang konsepto ng haba mga alon. Ang sound wavelength ay ang distansya sa pagitan ng dalawang magkasunod na condensation o rarefactions ng medium. Gamit ang halimbawa ng mga alon na nagpapalaganap sa ibabaw ng tubig, ito ang distansya sa pagitan ng dalawang crests.
Magkaiba rin ang mga tunog timbre. Ang pangunahing tono ng tunog ay sinamahan ng mga pangalawang tono, na palaging mas mataas ang dalas (mga overtone). Ang Timbre ay isang katangian ng kalidad ng tunog. Ang mas maraming mga overtone ay superimposed sa pangunahing tono, ang "juicier" ang tunog ay musika.
Ang pangalawang pangunahing katangian ay amplitude ng panginginig ng boses. Ito ang pinakamalaking paglihis mula sa posisyon ng equilibrium sa panahon ng mga harmonic vibrations. Gamit ang halimbawa ng isang pendulum, ang pinakamataas na paglihis nito ay sa matinding kaliwang posisyon, o sa matinding kanang posisyon. Tinutukoy ang amplitude ng mga oscillations intensity (lakas) tunog.
Ang lakas ng tunog, o ang intensity nito, ay tinutukoy ng dami ng acoustic energy na dumadaloy sa isang segundo sa isang lugar na isang square centimeter. Dahil dito, ang intensity ng acoustic waves ay depende sa magnitude ng acoustic pressure na nilikha ng source sa medium.
Ang intensity ng tunog ay nauugnay naman sa dami. Kung mas malaki ang intensity ng tunog, mas malakas ito. Gayunpaman, ang mga konseptong ito ay hindi katumbas. Ang loudness ay isang sukatan ng lakas ng auditory sensation na dulot ng isang tunog. Ang isang tunog ng parehong intensity ay maaaring lumikha ng auditory perception ng iba't ibang loudness sa iba't ibang tao. Ang bawat tao ay may sariling threshold ng pandinig.
Ang isang tao ay humihinto sa pagdinig ng mga tunog ng napakataas na intensity at nakikita ang mga ito bilang isang pakiramdam ng presyon at kahit na sakit. Ang intensity ng tunog na ito ay tinatawag na pain threshold.
ingay. Musika. talumpati.
Mula sa pananaw ng pang-unawa ng mga tunog ng mga organo ng pandinig, maaari silang nahahati pangunahin sa tatlong kategorya: ingay, musika At talumpati. Ang mga ito ay iba't ibang bahagi ng sound phenomena na may partikular na impormasyon sa isang tao.
ingay- ito ay isang payak na kumbinasyon ng isang malaking bilang ng mga tunog, iyon ay, ang pagsasama ng lahat ng mga tunog na ito sa isang hindi pagkakatugma na boses. Ang ingay ay itinuturing na isang kategorya ng mga tunog na nakakagambala o nakakainis sa isang tao.
Ang mga tao ay maaari lamang tiisin ang isang tiyak na dami ng ingay. Ngunit kung lumipas ang isang oras o dalawa at ang ingay ay hindi hihinto, pagkatapos ay lilitaw ang pag-igting, nerbiyos at kahit na sakit.
Ang tunog ay maaaring pumatay ng tao. Noong Middle Ages, nagkaroon pa ng ganoong execution kapag ang isang tao ay inilagay sa ilalim ng isang kampana at sinimulan nilang talunin ito. Unti-unting napatay ang lalaki sa pagtunog ng mga kampana. Ngunit ito ay noong Middle Ages. Sa ngayon, lumitaw ang supersonic na sasakyang panghimpapawid. Kung ang naturang eroplano ay lilipad sa lungsod sa taas na 1000-1500 metro, kung gayon ang mga bintana sa mga bahay ay sasabog.
Musika ay isang espesyal na kababalaghan sa mundo ng mga tunog, ngunit, hindi katulad ng pagsasalita, hindi ito naghahatid ng mga tiyak na semantiko o linguistic na kahulugan. Ang emosyonal na saturation at kaaya-ayang mga asosasyon sa musika ay nagsisimula sa maagang pagkabata, kapag ang bata ay mayroon pa ring verbal na komunikasyon. Ang mga ritmo at awit ay nag-uugnay sa kanya sa kanyang ina, at ang pagkanta at pagsasayaw ay isang elemento ng komunikasyon sa mga laro. Ang papel na ginagampanan ng musika sa buhay ng tao ay napakahusay na sa mga nakalipas na taon ay iniugnay ng medisina ang mga katangian ng pagpapagaling dito.
Sa tulong ng musika, maaari mong gawing normal ang biorhythms at matiyak ang pinakamainam na antas ng aktibidad ng cardiovascular system.
Ngunit kailangan mo lamang tandaan kung paano pumunta ang mga sundalo sa labanan. Mula pa noong una, ang kanta ay isang kailangang-kailangan na katangian ng martsa ng isang sundalo.
talumpati- ang pinakamahalagang paraan ng pag-iisip at komunikasyon sa pagitan ng mga tao. Ang pananalita ay binubuo ng higit o mas kaunting mga tuloy-tuloy na ingay at tono na bumubuo sa mga grupo. Ang mastery ng pagsasalita ay nangyayari sa pagkabata, kapag ang bata ay nakikinig pa rin at sinusubukang kopyahin ang pinakasimple at madaling bigkasin ang mga salita: "nanay" at "tatay".
Mga batas ng pagpapalaganap ng tunog.
Kasama sa mga pangunahing batas ng pagpapalaganap ng tunog ang mga batas nito mga pagmuni-muni At repraksyon sa mga hangganan ng iba't ibang kapaligiran, pati na rin diffraction tunog at pagpapakalat nito sa pagkakaroon ng mga hadlang at inhomogeneities sa medium at sa mga interface sa pagitan ng media.
Naka-on saklaw Ang pagpapalaganap ng tunog ay naiimpluwensyahan ng sound absorption factor, iyon ay, ang hindi maibabalik na paglipat ng enerhiya ng sound wave sa iba pang mga uri ng enerhiya, sa partikular na init. Isang mahalagang salik din focus radiation at bilis ng pagpapalaganap tunog, na nakasalalay sa kapaligiran at partikular na estado nito.
Mula sa pinagmulan ng tunog, ang mga acoustic wave ay kumakalat sa lahat ng direksyon. Kung ang isang sound wave ay dumaan sa isang medyo maliit na butas, pagkatapos ay kumakalat ito sa lahat ng direksyon, at hindi naglalakbay sa isang direktang sinag. Halimbawa, ang mga tunog ng kalye na tumatagos sa isang bukas na bintana patungo sa isang silid ay maririnig sa lahat ng mga punto, at hindi lamang sa tapat ng bintana.
Ang likas na katangian ng pagpapalaganap ng mga sound wave na malapit sa isang balakid ay nakasalalay sa ugnayan sa pagitan ng laki ng balakid at ang haba ng daluyong. Kung ang laki ng balakid ay maliit kumpara sa haba ng daluyong, kung gayon ang alon ay dumadaloy sa paligid ng balakid na ito, na kumakalat sa lahat ng direksyon.
Ang mga alon ng tunog, na tumagos mula sa isang daluyan patungo sa isa pa, ay lumihis mula sa kanilang orihinal na direksyon, iyon ay, sila ay na-refracted. Ang anggulo ng repraksyon ay maaaring mas malaki o mas mababa kaysa sa anggulo ng saklaw. Ito ay depende sa kung aling medium ang tunog ay tumagos kung saan. Kung ang bilis ng tunog sa pangalawang daluyan ay mas malaki, kung gayon ang anggulo ng repraksyon ay magiging mas malaki kaysa sa anggulo ng saklaw, at kabaliktaran.
Kapag nakakatugon sa isang balakid sa kanilang daan, ang mga sound wave ay makikita mula dito ayon sa isang mahigpit na tinukoy na panuntunan - ang anggulo ng pagmuni-muni ay katumbas ng anggulo ng saklaw - ang konsepto ng echo ay konektado dito. Kung ang tunog ay makikita mula sa ilang mga ibabaw sa iba't ibang mga distansya, maraming mga dayandang ang magaganap.
Ang tunog ay naglalakbay sa anyo ng isang diverging spherical wave na pumupuno sa mas malaking volume. Habang tumataas ang distansya, humihina ang mga vibrations ng mga particle ng medium at nawawala ang tunog. Ito ay kilala na upang madagdagan ang saklaw ng paghahatid, ang tunog ay dapat na puro sa isang naibigay na direksyon. Kapag gusto natin, halimbawa, na marinig, inilalagay natin ang ating mga palad sa ating mga bibig o gumagamit ng megaphone.
Ang saklaw ng pagpapalaganap ng tunog ay lubos na naiimpluwensyahan ng diffraction, iyon ay, ang baluktot ng mga sound ray. Kung mas heterogenous ang medium, mas baluktot ang sound beam at, nang naaayon, mas maikli ang sound propagation range.
Infrasound, ultrasound, hypersound.
Infrasound– nababanat na panginginig ng boses at alon na may mga frequency na nasa ibaba ng hanay ng mga frequency na naririnig ng mga tao. Karaniwan, ang 15-4 Hz ay kinukuha bilang pinakamataas na limitasyon ng hanay ng infrasound; Ang kahulugan na ito ay may kondisyon, dahil may sapat na intensity, ang auditory perception ay nangyayari din sa mga frequency ng ilang Hz, bagaman ang tonal na katangian ng sensasyon ay nawawala at tanging ang mga indibidwal na cycle ng mga oscillations ay nakikilala. Ang mas mababang limitasyon ng dalas ng infrasound ay hindi tiyak. Ang kasalukuyang lugar ng pag-aaral nito ay umaabot hanggang sa humigit-kumulang 0.001 Hz. Kaya, ang saklaw ng mga frequency ng infrasound ay sumasaklaw sa mga 15 octaves.
Ang mga infrasonic wave ay kumakalat sa hangin at tubig, gayundin sa crust ng lupa (sa kasong ito ay tinatawag silang seismic at pinag-aaralan ng seismology). Kasama rin sa mga infrasound ang mga low-frequency na vibrations ng malalaking istruktura, sa partikular na mga sasakyan at gusali.
Ang pangunahing tampok ng infrasound, dahil sa mababang dalas nito, ay mababa ang pagsipsip. Kapag nagpapalaganap sa malalim na dagat at sa atmospera sa antas ng lupa, ang mga infrasonic wave na may dalas na 10-20 Hz ay lumalait sa layo na 1000 km nang hindi hihigit sa ilang dB (decibels). Dahil sa mahabang wavelength sa mga infrasound frequency, mababa rin ang pagkakalat ng tunog sa mga natural na kapaligiran; Ang kapansin-pansing pagkalat ay nilikha lamang ng napakalalaking bagay - mga burol, bundok, malalaking gusali, atbp. Dahil sa mababang pagsipsip at pagkalat, ang infrasound ay maaaring kumalat sa napakalayo. Alam na ang mga tunog ng pagsabog ng bulkan at pagsabog ng atom ay maaaring umikot sa mundo nang maraming beses; ang mga seismic wave ay maaaring tumawid sa buong kapal ng Earth. Para sa parehong mga kadahilanan, ang infrasound ay halos imposibleng ihiwalay, at lahat ng mga sound-absorbing na materyales ay nawawala ang kanilang bisa sa mga frequency ng infrasound.
Ang mga pinagmumulan ng infrasound na nauugnay sa aktibidad ng tao ay mga pagsabog, mga putok ng baril, mga shock wave mula sa supersonic na sasakyang panghimpapawid, acoustic radiation mula sa mga jet engine, atbp. Anumang napakalakas na tunog ay kadalasang nagdadala ng infrasonic na enerhiya. Ito ay katangian na ang proseso ng pagbuo ng pagsasalita ay sinamahan ng infrasound radiation. Ang isang makabuluhang kontribusyon sa infrasonic na polusyon ng kapaligiran ay ginawa ng ingay ng transportasyon ng parehong aerodynamic at vibration na pinagmulan.
Napag-alaman na ang infrasound na may mataas na antas ng intensity (120 dB o higit pa) ay may nakakapinsalang epekto sa katawan ng tao. Ang mga infrasonic vibrations ay mas nakakapinsala, dahil ang kanilang impluwensya ay maaaring magdulot ng mapanganib na resonance phenomena sa mga indibidwal na organo. Ang malakas na infrasound ay maaaring magdulot ng pagkasira at pinsala sa mga istruktura at kagamitan. Kasabay nito, ang infrasound, dahil sa mahabang saklaw ng pagpapalaganap nito, ay nakakahanap ng kapaki-pakinabang na praktikal na aplikasyon sa pag-aaral ng kapaligiran sa karagatan, sa itaas na mga layer ng atmospera, at sa pagtukoy sa lokasyon ng isang pagsabog o pagsabog. Ang mga infrasound wave na ibinubuga sa panahon ng pagsabog sa ilalim ng tubig ay maaaring hulaan ang paglitaw ng tsunami.
Ultrasound – mga elastic wave na may mga frequency mula sa humigit-kumulang (1.5 – 2)·10 4 Hz (15 – 20 kHz) hanggang 10 9 Hz (1 GHz); Ang rehiyon ng frequency wave mula 10 9 hanggang 10 12 – 10 13 Hz ay karaniwang tinatawag na hypersound. Sa pamamagitan ng dalas, ang ultrasound ay madaling nahahati sa 3 hanay: low-frequency ultrasound (1.5 10 4 – 10 5 Hz), mid-frequency ultrasound (10 5 – 10 7 Hz), high-frequency ultrasound region (10 7 – 10 9 Hz). ). Ang bawat isa sa mga saklaw na ito ay nailalarawan sa sarili nitong mga partikular na katangian ng henerasyon, pagtanggap, pamamahagi at aplikasyon.
Sa pamamagitan ng pisikal na katangian nito, ang ultrasound ay nababanat na mga alon, at sa ito ay hindi naiiba sa tunog, samakatuwid ang hangganan ng dalas sa pagitan ng tunog at mga ultrasonic na alon ay di-makatwiran. Gayunpaman, dahil sa mas mataas na mga frequency at, samakatuwid, maikling wavelength, ang isang bilang ng mga tampok ng pagpapalaganap ng ultrasound ay nangyayari.
Dahil sa maikling wavelength ng ultrasound, ang kalikasan nito ay pangunahing tinutukoy ng molekular na istraktura ng daluyan. Ang ultratunog sa gas, at lalo na sa hangin, ay nagpapalaganap na may mataas na pagpapalambing. Ang mga likido at solid ay, bilang isang panuntunan, mahusay na mga conductor ng ultrasound; ang pagpapalambing sa kanila ay mas mababa. Samakatuwid, ang mga lugar ng paggamit ng daluyan at mataas na dalas ng ultratunog ay halos eksklusibong nauugnay sa mga likido at solido, at ang mababang dalas na ultratunog lamang ang ginagamit sa hangin at mga gas.
Ang mga ultrasonic wave ay natagpuan ang pinakamaraming aplikasyon sa maraming lugar ng aktibidad ng tao: sa industriya, sa medisina, sa pang-araw-araw na buhay, ginamit ang ultrasound para sa pagbabarena ng mga balon ng langis, atbp. Ang ultratunog na may intensity na ilang daang W/cm 2 ay maaaring makuha mula sa mga artipisyal na mapagkukunan.
Ang mga ultratunog ay maaaring gawin at makita ng mga hayop tulad ng mga aso, pusa, dolphin, langgam, paniki, atbp. Ang mga paniki ay gumagawa ng maikli at mataas na tunog habang lumilipad. Sa kanilang paglipad, ginagabayan sila ng mga pagmuni-muni ng mga tunog na ito mula sa mga bagay na nakatagpo sa daan; nakakahuli pa sila ng mga insekto, na ginagabayan lamang ng mga dayandang ng kanilang maliit na biktima. Maaaring marinig ng mga pusa at aso ang napakataas na tunog ng pagsipol (ultrasound).
Hypersound– ito ay mga elastic wave na may mga frequency mula 10 9 hanggang 10 12 – 10 13 Hz. Sa pisikal na katangian nito, ang hypersound ay hindi naiiba sa sound at ultrasonic waves. Dahil sa mas mataas na frequency at, samakatuwid, mas maiikling wavelength kaysa sa larangan ng ultrasound, ang mga interaksyon ng hypersound na may quasiparticle sa medium - na may conduction electron, thermal phonon, atbp. - ay nagiging mas makabuluhan. Ang hypersound ay madalas ding kinakatawan bilang isang daloy ng mga quasiparticle - phonon.
Ang frequency range ng hypersound ay tumutugma sa mga frequency ng electromagnetic oscillations sa decimeter, centimeter at millimeter range (ang tinatawag na ultra-high frequency). Ang dalas ng 10 9 Hz sa hangin sa normal na atmospheric pressure at room temperature ay dapat nasa parehong pagkakasunud-sunod ng magnitude bilang ang libreng landas ng mga molekula sa hangin sa ilalim ng parehong mga kondisyon. Gayunpaman, ang mga elastic wave ay maaaring magpalaganap lamang sa isang medium kung ang kanilang wavelength ay kapansin-pansing mas malaki kaysa sa libreng landas ng mga particle sa mga gas o mas malaki kaysa sa interatomic na mga distansya sa mga likido at solid. Samakatuwid, ang mga hypersonic na alon ay hindi maaaring magpalaganap sa mga gas (lalo na sa hangin) sa normal na presyon ng atmospera. Sa mga likido, ang pagpapalambing ng hypersound ay napakataas at ang saklaw ng pagpapalaganap ay maikli. Ang hypersound ay kumakalat nang medyo maayos sa mga solido - mga solong kristal, lalo na sa mababang temperatura. Ngunit kahit na sa ganitong mga kondisyon, ang hypersound ay may kakayahang maglakbay sa layo na 1 lamang, maximum na 15 sentimetro.
Plano.
1.
Pagpapalaganap ng tunog sa kalawakan at ang epekto nito sa mga organ ng pandinig ng tao.
2. Mga katangian ng tunog at mga katangian nito.
3. Ingay. Musika. talumpati.
4. Mga batas ng pagpapalaganap ng tunog.
5. Infrasound, ultrasound, hypersound.
Listahan ng ginamit na panitikan.
1. Khorbenko Ivan Grigorievich: “Beyond the Audible”; 2nd edition, 1986.
2. Klyukin Igor Ivanovich: "The Amazing World of Sound"; 2nd edition, 1986.
3. Koshkin N.I., Shirkevich M.G.: "Handbook ng elementarya physics"; Ika-10 na edisyon, 1988
4. Internet: Moshkov online library( www . lib . ru ). Popular science literature, Physics – online encyclopedia sa 5 volume, “Z”, ultrasound, infrasound, hypersound. http://www.physicum.narod.r u
5. Pagguhit - Internet:
http://www.melfon.ru/TOMSK/kvz.htm
Ministri ng Kultura ng Russian Federation
St. Petersburg State University of Cinema and Television
Kagawaran ng gabi.
Pagsusulit
sa disiplina Panimula sa espesyalidad
“Sound Research. Mga pangunahing katangian ng pandinig
tao."
Nakumpleto ng mag-aaral ng pangkat No. 7252:
Natanggap ng dekano ng departamento ng gabi, associate professor:
Tarasov B.N.
St. Petersburg 2002
Pagpapalaganap ng mga sound wave
§ 53. Bilis ng tunog ( Sa) sa hangin ay humigit-kumulang 350 m/sec. o 1260 km/h. Ang bilis ng tunog ay medyo pare-pareho 47 at hindi nakasalalay sa intensity nito - malakas at tahimik na mga tunog "naglalakbay" sa parehong bilis (ngunit mas malakas pa, dahil ang intensity ng tunog ay inversely proportional sa square ng distansya mula sa pinagmulan). Ang condensation o rarefaction ng hangin na nangyayari malapit sa pinagmumulan ng tunog ay kumakalat sa espasyo sa paglipas ng panahon. Kung ang pinagmulan ng tunog ay isang oscillating body, ang sound wave, sa isang oras na katumbas ng panahon ng oscillation ng katawan T, ay namamahala sa paglalakbay sa isang distansya na katumbas ng produkto ng bilis ng tunog at ang tagal ng panahon. Ang distansyang ito ay tinatawag haba tunog mga alon(tingnan ang Fig. 10) at tinutukoy ng letrang Griyego na “lambda” ( = c * T). Dahil T = 1/f (tingnan ang § 52 sa itaas), ang formula na ito ay maaaring isulat sa form =s/f, iyon ay, ang wavelength ay direktang proporsyonal sa bilis ng pagpapalaganap ng mga alon sa isang naibigay na daluyan (c) at inversely proporsyonal sa dalas ng oscillation (f).
Figure 10. Sound wavelength (KOK P1).
Simple (purong) tono - harmonic vibration
§ 54. Ang mga tunog ng pagsasalita ay mga kumplikadong vibrations, i.e. Mga kumplikadong kumbinasyon ng simple o purong tono at/o ingay.
Simpleng tono- Ito ay isang panaka-nakang oscillation na mayroon lamang isang frequency ng oscillation. Kung hindi, ang isang simpleng periodic oscillation ay tinatawag maharmonya.
Ang mga tunog ng ganitong uri ay hindi umiiral sa kalikasan, bagama't may mga tunog na napakalapit sa purong tono. Kabilang dito, halimbawa, ang tunog na ginawa ng isang tuning fork. Kung natamaan mo ang tangkay ng isang tuning fork, ang mga binti nito ay nagsisimulang lumipat mula sa isang neutral na posisyon, pagkatapos ay bumalik sa kanilang orihinal na posisyon sa ilalim ng impluwensya ng nababanat na puwersa, pagkatapos, dahil sa pagkawalang-galaw, patuloy na lumipat sa rest point, pagkatapos ay bumalik, atbp. (tingnan ang Fig. 1.2, 1.3; 3.2, 3.8). Ang mga puwersa ng inertia at elasticity ay magkasalungat na nakadirekta at kumikilos sa anumang sandali ng paggalaw, na ang isa ay mas malakas kaysa sa isa.
Figure 11. Schematic na representasyon ng displacement ng tuning fork whisker sa loob ng isa at kalahating oscillatory cycle. Posisyon 1 - estado ng pahinga; posisyon 2 - papasok na pag-aalis sa ilalim ng impluwensya ng panlabas na puwersa, ang pagkilos ng nababanat na puwersa; posisyon 3 - bumalik sa isang estado ng pahinga, ang epekto ng nababanat na puwersa ay bumababa, at ang inertia na puwersa ay tumataas; posisyon 4 - panlabas na pag-aalis, ang epekto ng nababanat na puwersa ay tumataas, at ang inertial na puwersa ay bumababa; posisyon 5 - bumalik sa isang estado ng pahinga, ang epekto ng nababanat na puwersa ay bumababa, at ang inertial na puwersa ay tumataas (pagtatapos ng unang oscillatory cycle); posisyon 6 - papasok na pag-aalis, ang epekto ng nababanat na puwersa ay tumataas, at ang inertial na puwersa ay bumababa; posisyon 7 - bumalik sa isang estado ng pahinga, ang epekto ng nababanat na puwersa ay bumababa, at ang inertial na puwersa ay tumataas.
Figure 12. Schematic na representasyon ng mga pagbabago sa air pressure na dulot ng vibration ng tuning fork (1.2 o KOK P3)
Ang paggalaw ng tuning fork ay nagiging sanhi ng paggalaw ng mga molekula ng hangin na nakapalibot dito, na maihahambing sa panginginig ng boses ng isang ordinaryong ugoy (tingnan ang Fig. 13). Ang paglipat ng mga molekula ay nagdudulot ng paggalaw ng mga kalapit na molekula (na parang "itulak" nila ang mga ito - tingnan ang Fig. 14), bilang isang resulta, ang mga sunud-sunod na condensation at rarefactions ng hangin ay nabuo - mga sound wave. Ang mga sound wave ay kumakalat sa mga concentric na bilog, tulad ng mga alon mula sa isang bato na itinapon sa tubig: compression at rarefaction ng hangin na kahalili (tingnan ang Fig. 15). Ang mga paghahalili ng presyon sa paglipas ng panahon (sa parehong punto) ay maaaring ipakita sa anyo ng isang graph (oscillogram) 48, kung saan ang oras ay naka-plot kasama ang pahalang na axis, at presyon sa vertical axis (tingnan ang Fig. 16). Ang graph ng isang simpleng periodic (harmonic) oscillation ay isang sinusoid.
Larawan 13. Pagpapalaganap ng mga sound wave.
Ang bawat linya ay nagpapakita ng posisyon ng 13 air particle sa isang pagkakataon na bahagyang mas huli kaysa sa linya sa itaas nito. Ang mga nakatigil na particle ay kinakatawan ng mga gitling, at ang mga gumagalaw ay kinakatawan ng mga arrow (mas matapang ang arrow, mas mataas ang bilis ng paggalaw) (1.3)
Figure 14. Schematic na representasyon ng sampung air particle sa 14 na magkakaibang oras. Ang pinagmulan ng tunog ay nasa kaliwa, ang mga sound wave ay kumakalat mula kaliwa hanggang kanan, ang oras ay nagbabago mula sa itaas hanggang sa ibaba. Pansinin na kahit na ang mga sound wave (na sinasalamin habang ang tatlong particle ay lumalapit sa isa't isa) ay gumagalaw mula kaliwa pakanan, ang mga particle mismo ay halos hindi nagbabago ng kanilang posisyon. (3.8)
Figure 15. Mga sound wave na nagpapalaganap mula sa isang sound source. (Sa isip, ang mga zone ng condensation at rarefaction ng hangin ay dapat palibutan ang pinagmulan ng tunog sa anyo ng mga sphere, na hindi maipakita sa isang two-dimensional na pagguhit). (3.9)
Larawan 16. Oscillogram. Sa itaas, ang tunog ay inilalarawan sa anyo ng mga paggalaw ng mga particle ng hangin na dulot ng pinagmumulan ng tunog na may dalas ng oscillation na 350 Hz. Ang diagram sa ibaba ay nagpapakita na ang mga taluktok ng presyon ng hangin ay matatagpuan isang metro ang layo mula sa isa't isa, iyon ay, mayroong 350 na mga taluktok sa espasyo na 350 metro (na ang tunog ay naglalakbay sa isang segundo - tingnan ang § 53). (8.1)
Dahil sa pagkilos ng puwersa ng friction, ang mga punto ng pinakamalaking pag-aalis ng mga particle ng hangin ay lalong lumalapit sa resting point: ang amplitude ng oscillation ay bumababa, ang pamamasa ng oscillation ay nangyayari (damping - tingnan ang Fig. 17 at B10), ngunit ang dalas ng mga oscillations (ang bilang ng mga kumpletong cycle sa bawat yunit ng oras) ay nananatiling pare-pareho.
Figure 17. Oscillogram ng isang damped oscillation (2.2).
Ang mga Harmonic oscillations ay maaaring magkaiba sa dalas, amplitude at phase (tingnan ang Fig. B10 sa Appendix B o KOK P4).
Ang parehong medium ay maaaring magpadala ng maraming mga tunog nang sabay-sabay. Sa kasong ito, ang mga oscillation (halimbawa, sa pagkakaroon ng ilang mga mapagkukunan) ay maaaring makipag-ugnayan sa bawat isa. Kung ang kanilang dalas ay pareho, kung gayon ang amplitude ay simpleng summed (at ito ay isang simpleng tono pa rin) 49 (tingnan ang Fig. 18a).
Figure 18. Mga resulta ng interaksyon ng dalawang harmonics (signal 1 at signal 2), na tumutugma sa dalas, ngunit naiiba sa amplitude (a) o phase (b, c). Sa lahat ng kaso, ang orihinal na dalas ay nananatiling pareho; pagbabago ng amplitude (a) o phase (b). Ang resulta ng superposisyon ng dalawang harmonic na nasa antiphase ay ang kawalan ng signal (c). (3.11)
