§ 38 Распространение звука. Звуковые волны
Звук представляет собой механическую упругую волну, которая распространяется только в материальной среде. Чтобы звук мог передаваться, необходимы частицы вещества — воздух, вода или твёрдое тело. В пустоте (вакууме), где частиц нет, звуковые волны распространяться не могут.
Когда источник начинает вибрировать, он вызывает упругие колебания частиц окружающей среды. Эти колебания передаются дальше — от одной точки к следующей. Когда звуковая волна достигает человеческого уха, она заставляет колебаться барабанную перепонку с той же частотой, что и источник, и человек воспринимает звук.
Среды, хорошо проводящие звук
Звук особенно хорошо передаётся в:
- металлах,
- воде,
- древесине.
Пористые и мягкие материалы (вата, пробка, пенопласт) являются плохими проводниками звука, потому что значительная часть звуковой энергии в них поглощается.
Скорость распространения звука
Скорость звука определяется свойствами среды и её температурой.
Приблизительные значения:
- в воздухе при 20 °C — около 343 м/с,
- в воде — примерно 1480 м/с,
- в стали — порядка 5000 м/с.
С ростом температуры скорость звука в газах увеличивается.
Для расчётов используют выражения:
v = s / t = λ / T = λν
где
v — скорость звука,
s — пройденное расстояние,
t — время,
λ — длина волны,
T — период,
ν — частота.