גלי קול: קונספט ותכונות

העולם המקיף אותנו, זה אפשרי בוודאותקוראים לעולם הצלילים, כי סביבנו יש תמיד קולות, מוסיקה, ציפורים ציוץ, קול הרוח. גלי קול מסייעים לאנשים לתקשר, לקבל מידע על העולם הסובב אותם. עבור בעלי חיים, הצלילים חשובים לא פחות. מנקודת המבט של הפיזיקה, הצלילים הם תנודות מכניות המתפשטות במדיום אלסטי: מים, אוויר, מוצקים וכן הלאה. האוזניים האנושיות מסוגלות לשמוע את הצליל כאשר תדרי השמע נמצאים בטווח של 16 עד 20,000 הרץ. תנודות עם תדרים גבוהים או נמוכים יותר אינן נשמעות עבור אדם.

אקוסטיקה המדע עוסקת בפתרון של שוניםשאלות, לרבות נושאים הקשורים בתכונות ומאפיינים של שמיעה. הנושא של לימוד אקוסטיקה פיזיולוגית הוא ישירות את איבר השמיעה, המבנה שלה, פעולה ומכשיר. אקוסטיקה אדריכלית עוסקת בחקר האופן שבו גלי הקול מתפשטים בחדר, בוחנת את השפעת הצורה והממדים של החדר על הקול, בוחנת את המאפיינים של חומרים עם ההשקפה הנוכחית של התפשטות ודיכוי של צלילים. אקוסטיקה מוסיקלית עוסקת במחקר של כלי נגינה, בוחנת את התנאים עבור הצליל הטוב ביותר של מכשיר מסוים.

אקוסטיקה פיסיקלית בוחנת את תנודות הקול בעצמן, גלי קול, לאחרונה החלה גם היא לכסות תנודות השוכנות מעבר ליכולות של מערכת השמיעה האנושית.

מושגים בסיסיים של אקוסטיקה

הופעת הצליל נובעת מכניתנודות של גופים אלסטיים ותקשורת. האוויר הוא מנצח עבור קול. זה הוכיח את החוויה של רוברט בויל. אם אתה שם גוף שנשמע מתחת לפעמון של משאבת אוויר, ואז כאשר האוויר נשפך החוצה מתחת לפעמון, הצליל יהפוך חלש יותר. כאשר האוויר מתחת לפעמון נגמר, הצליל יפסיק לגמרי.

במהלך תנודה, הגוף יוצר לסירוגיןפריקה בשכבת האוויר הסמוכה לפני השטח שלה, ולאחר מכן דוחס את השכבה הזאת. כתוצאה מכך, התפשטות של גלי במרחב האווירי מתחיל עם תנודות של שכבת האוויר על פני הגוף.

כמו גלי קול להתפשטבחלל, נימת קול הוא ציין, אשר מזוהה עם תהליכים בלתי הפיכים מסוימים. המשמעות היא שחלק מהאנרגיה שנושאת על ידי גל הקול נספגת על ידי המדיום.

מקדם הקליטה הוא כמות,אשר שווה ליחס של האנרגיה הקול שנספג על ידי המדיום לאנרגיה שנכנסה המדיום. מקדם הקליטה מושפע מחיכוך פנימי או צמיגות של המדיום, המוליכות התרמית שלו, צפיפות המדיום ומהירות ההתפשטות של הגל.

פורש את המדיום, גל יום אחדמגיע לגבול שלו. לאחר גבול זה, מתחיל מדיום נוסף, המורכב מחלקיקים אחרים ובמהירות אחרת. בגבול זה, הקול משתקף. במקרה זה, הפיזור של חלקיקים הופך לעיבוי, ואת התעבות לתוך ואקום.

השפעה זו מתרחשת בגלל תנודות,שהגל מוליך לגבול המדיום, מועברים לחלקיקים של מדיום אחר והופכים למקור של גל חדש. הגל המשני יתפשט לא רק בסביבה השנייה, אלא גם זה שממנו הגיע. זהו גל הקול המוחזר.

בגבול המדיום מתרחש מעבר חלקיצליל לתוך המדיום השני וקליטה חלקית של קול. השבר של האנרגיה המשתקפת יהיה תלוי ביחס של צפיפות התקשורת, וגם על מצב הממשק. לדוגמה, השתקפותו של גל קול המתפשט באוויר, מפני משטח נוזלי או גוף מוצק, מתרחשת כמעט לחלוטין. גלי קול מתפשטים מוצק משתקפים כמעט לחלוטין את הגבול עם האוויר.

עם התופעה של השתקפות קשורה ישירותהתרחשות של הד. המהות של התופעה הזאת היא שהצליל מגיע מהמקור למכשול כלשהו, ​​שהפך לגבול של התקשורת, ומשקף ממנו, חוזר למקום שבו מקורו של הגל.