Звук порождает тело, которое движется, вибрирует с определенной частотой. Если колебания слишком медленные, то воздух просто обходит объект и звук не возникает. В статье мы расскажем, что препятствует распространению звука, но прежде разберемся, что собой представляет звуковая волна. Рассмотрим процесс появления звука в воздухе, воде, твердых телах.
Как возникает и расходится в воздухе звуковая волна
Источник звука движется и тем самым меняет давление воздуха в близко расположенных слоях. С каждым отклонением тела воздух попеременно сжимается и разреживается. Изменения давления передаются от слоя к слою — так распространяется упругая волна. Расстояние, на котором звук можно будет воспринять, определяется длиной волны, т. е. дистанцией между ближайшими точками сжатия воздуха. Длина волны в свою очередь зависит от частоты колебаний. Звуки большой частоты мы называем высокими, а малой — низкими.
Акустическая волна в разных средах
Вам будет интересно:Развитие речи младшего школьника: уровни, особенности, приемы и методики развития
Распространение звука в среде зависит от ее строения и характеристик. Жидкости, воздух, твердые тела — все эти вещества устроены по-разному, поэтому проводят звук неодинаково.
Частицы воды и твердых тел удерживает между собой кристаллическая решетка. Атомы связаны электрическими силами, поэтому вода не может полностью растечься, а твердые объекты сохраняют форму. Как только звуковое давление смещает одну частицу, за ней следуют и другие. Это свойство называется упругостью и означает способность среды, тела противостоять деформации. Чем более упругая среда, тем быстрее она проводит звук.
В сравнении с твердыми телами и жидкостями воздух наименее упругий. Это объясняется его строением. Частицы не удерживают между собой никакие связи, поэтому воздух все время стремится рассеяться. Этому препятствует сила тяжести и постоянные столкновения атомов между собой.
При 0° С скорость распространения звука в воздухе — 340 м/с, воде — 1480 м/с. В твердых телах, особенно металлах, звук проходит намного быстрее (до 5-6 тыс. м/с).
Что препятствует распространению звука
От тела звук расходится во все стороны одинаково, но только в том случае, если на его пути нет преград. Не все препятствия мешают распространению звука. Очевидно, что листом картона, как от света, от шума не закроешься. Дело в том, что звуковые волны обходят преграды, если их размер меньше длины волны. Длина волн, которые мы слышим, составляет 0,015-15 м. Дерево волна может обогнуть, а здание или скалистые горы — нет. От таких больших объектов она отражается. Как и свет, звуковая волна отражается под углом, равным по величине углу падения. В момент отражения мы слышим эхо.
Переход звука из среды в среду
Он возможен, только если плотности двух сред не слишком отличаются. Например, у воздуха и воды разница слишком велика. Звук, подойдя к границе, отражается от поверхности реки. Только маленькая часть энергии волны расходуется на вибрацию верхних слоев воды. Под водой, вблизи ее поверхности, звуки еще слышны, а на метровой глубине уже нет.
Среды, обладающие звукоизоляционными свойствами
В зданиях с тонкими стенами хорошая слышимость, потому что звук приводит их в колебательное движение. Стены воссоздают шум в соседнем помещении. Что препятствует распространению звука, что изолирует акустическую волну? Пробковая крошка, минеральная вата, штукатурка с микрочастицами, поролон — все эти материалы имеют общее свойство: в них множество отсеков, пор. Звук, попадая в эти пустоты, многократно отражается и поглощается.
Что препятствует распространению звука в природе? Пример поглощения акустической волны в естественных условиях — туман. При ясной погоде слышно лучше и на большем расстоянии. Туман — это неоднородный воздух, он содержит капельки воды. Часть волны поглощают «отсеки» между водой и воздухом.
Поглощение звуков разной частоты
Есть звуки, которые поглощаются с трудом, все зависит от их частоты. Низкие звуки (пароходный гудок, звон большого колокола) слышно за десятки километров. Их частота составляет 30-50 Гц, поэтому они плохо поглощаются средой. Высокие звуки распространяются не так далеко, потому что легко поглощаются. Например, ультразвук с его частотой свыше 20 тыс. Гц мы вообще не воспринимаем.
