☰ Содержание · Физика

Механические волны и звук

Уроки 26 · 1 урок · Н. Ш. Турдиев, К. А. Турсунметов, А. Г. Ганиев, К. Т. Суяров, Ж. Э. Усаров, А. К. Авлиёкулов. Физика, 10 класс, 1-е издание. Издательство «Niso Poligraf», Ташкент, 2017
26

Распространение механических волн в средах. Применение ультразвука и инфразвука в быту и технике

Учебник: с. 90–94
ЦельЗнать виды механических волн, соотношение λ = υT, а также свойства и применение звука, инфразвука и ультразвука.
Новые слова
длина волны · to‘lqin uzunligiпродольная волна · bo‘ylama to‘lqinпоперечная волна · ko‘ndalang to‘lqinультразвук · ultratovush
Объяснение

Распространение колебания в среде называется волной; механические волны не распространяются в вакууме, потому что им нужна среда, частицы которой взаимодействуют. В волне частицы колеблются, но само вещество не переносится, а энергия передаётся. Если частицы колеблются вдоль направления волны, она продольная (распространяется в газах, жидкостях и твёрдых телах); если перпендикулярно ему, она поперечная (только в твёрдых телах, поскольку требуется упругость сдвига). Расстояние между двумя ближайшими точками, колеблющимися в одной фазе, — длина волны λ: λ = υT = υ/ν. Человек слышит волны примерно от 20 Гц до 20 000 Гц как звук; ниже 20 Гц — инфразвук, выше 20 кГц — ультразвук. Скорость звука около 340 м/с в воздухе (при 0 °C немного меньше), около 1500 м/с в воде и ~5000 м/с в стали. Ультразвук применяют в гидролокации (эхолокации), дефектоскопии металла, медицинском обследовании (ультразвуковое исследование) и очистке; инфразвук — для наблюдения за землетрясениями и природными явлениями.

Примеры
Звук имеет частоту 170 Гц и скорость 340 м/с: λ = υ/ν = 340/170 = 2 м. Если частота удвоится, λ = 1 м (скорость зависит от среды и не изменяется).
Гидролокатор корабля посылает ультразвуковой импульс, и эхо возвращается через 0,4 с (υ = 1500 м/с в воде). Глубина h = υt/2 = 1500·0,4/2 = 300 м (путь проходится дважды).
Работа в классе

Только на уроке: колеблите один конец длинной пружины (слинки) или верёвки, чтобы увидеть поперечную волну; сожмите и отпустите пружину, чтобы увидеть продольную волну. Не используйте громкие устройства; берегите слух.

Упражнения
1
Укажите разницу между продольными и поперечными волнами.
2
Звук имеет частоту 500 Гц и скорость 340 м/с. Чему равна длина волны (м)? (десятичная дробь)
3
Эхо ультразвука от морского дна возвращается через 2 с (υ = 1500 м/с). Какова глубина (м)?
4
Почему взрыв нельзя услышать в космосе?