Garsas , mechaninis sutrikimas dėl būsenos pusiausvyra kad plinta per elastingos medžiagos terpę. Galimas ir grynai subjektyvus garso apibrėžimas, nes tai suvokia ausis, tačiau toks apibrėžimas nėra ypač šviečiantis ir yra nepagrįstai ribojantis, nes naudinga kalbėti apie garsus, kurių negirdi žmogus pavyzdžiui, tuos, kuriuos gamina šuns švilpukai arba sonaro įranga.
Garso tyrimas turėtų prasidėti nuo garso bangų savybių. Yra du pagrindiniai bangų tipai, skersinis ir išilginis, diferencijuotas beje, kaip yra banga dauginamas . A skersinė banga , pavyzdžiui, banga, sukurta ištemptoje virvėje, kai vienas galas sukamas pirmyn ir atgal, judesys sudaro banga yra statmena arba skersinė krypčiai (išilgai lyno), kuria banga juda. Svarbią skersinių bangų šeimą sukuria elektromagnetiniai šaltiniai, tokie kaip šviesa ar radijas, kuriuose elektriniai ir magnetiniai laukai sudarantis banga svyruoja statmenai krypčiai sklidimas .
Ištirkite iš taškinio šaltinio sklindančio garso bangų judesį, naudodamas pakabintą spyruoklę. „Encyclopædia Britannica, Inc.“ Peržiūrėkite visus šio straipsnio vaizdo įrašus
Garsas sklinda oru ar kitomis terpėmis kaip išilginė banga, kurioje bangą formuojanti mechaninė vibracija vyksta išilgai bangos sklidimo krypties. Susuktoje spyruoklėje gali būti sukurta išilginė banga, suspaudus kelis posūkius, kad susidarytų suspaudimas, ir tada juos atleidus, leidžiant suspaudimui nukelti spyruoklės ilgį. Orą galima vertinti kaip sudarytą iš sluoksnių analogiškas prie tokių ritių, su garso banga dauginantis oro sluoksniai stumia ir traukia vienas kitą panašiai kaip suspaudimas, judantis spyruokle.
Taigi garso banga susideda iš besikeičiančių suspaudimų ir retėjimo, arba aukštųjų regionų spaudimas ir žemas slėgis, judantis tam tikru greičiu. Kitaip tariant, jis susideda iš periodiško (tai yra svyruojančio ar vibruojančio) slėgio kitimo, vykstančio aplink pusiausvyros slėgį, vyraujantį tam tikru laiku ir vietoje. Pusiausvyros slėgis ir sinusoidiniai pokyčiai, kuriuos sukelia gryna garso banga (ty vieno dažnio banga), yra pavaizduoti1A paveikslasir1B, atitinkamai.
grafiniai garso bangos vaizdai 1 pav. Grafiniai garso bangos vaizdai. (A) pusiausvyros oras, kai nėra garso bangos; B) suspaudimai ir retėjimai, kurie sudaro garso bangą; (C) skersinis bangos vaizdavimas, rodantis amplitudę (A) ir bangos ilgį (λ). „Encyclopædia Britannica, Inc.“
Garso bangų ir jų sklidimo aptarimas gali prasidėti tiriant vieno dažnio plokštumos bangą, einančią per orą. Plokščioji banga yra banga, kuri sklinda erdvėje kaip plokštuma, o ne kaip didėjančio spindulio sfera. Taigi jis nėra visiškai reprezentuojantis garsą (žr. Toliau Apskritos ir sferinės bangos ). Vieno dažnio banga būtų girdima kaip grynas garsas, toks, kokį sukuria lengvai pataikyta kamertonas. Kaip teorinis modelis, jis padeda išsiaiškinti daugelį garso bangos savybių.
1C pavyra dar vienas garso bangos vaizdavimas, iliustruotas1B pav. Kaip rodo sinusinė kreivė, garso bangos slėgio kitimas kartojasi erdvėje tam tikru atstumu. Šis atstumas yra žinomas kaip garso bangos ilgis, paprastai matuojamas metrais ir žymimas λ. Bangai sklindant oru, vienam pilnam bangos ilgiui reikia tam tikro laiko tarpo, kol praeis konkretus kosmoso taškas; šį laikotarpį atstovavo T , paprastai matuojamas sekundės dalimis. Be to, per kiekvieną sekundės laiko intervalą tam tikras bangos ilgių skaičius praeina erdvės tašką. Žinomas kaip garso bangos dažnis, bangos ilgių, einančių per sekundę, skaičius tradiciškai matuojamas hercais arba kilohercais ir yra pavaizduotas f .
kelionė į meką, kurią tikimasi bent kartą nuvažiuoti kiekvienam musulmonui, yra žinoma kaip
Žinokite apie bangas ir matematinį santykį tarp dažnio ir periodo bangose Santykio tarp dažnio ir periodo bangose apžvalga. „Encyclopædia Britannica, Inc.“ Peržiūrėkite visus šio straipsnio vaizdo įrašus
Tarp bangos dažnio ir jos periodo yra atvirkštinis ryšys, toks
Tiriant garso bangas, išskirkite dažnio ir amplitudės skirtumus. Garso bangų dažnis ir amplitudė, užregistruota osciloskopu. „Encyclopædia Britannica, Inc.“ Peržiūrėkite visus šio straipsnio vaizdo įrašus
Tai reiškia, kad aukšto dažnio garso bangos turi trumpą periodą, o žemos - ilgą. Pavyzdžiui, garso bangos, kurios dažnis yra 20 hercų, laikotarpis būtų 0,05 sekundės ( t.y., 20 bangos ilgių / sekundė × 0,05 sekundės / bangos ilgis = 1), tuo tarpu 20 kilohercų garso bangos periodas būtų 0,00005 sekundė (20 000 bangos / sekundė × 0,00005 sekundė / bangos ilgis = 1). Tarp 20 hercų ir 20 kilohercų yra klausos dažnio diapazonas žmonių . Fizinė dažnio savybė fiziologiškai suvokiama kaip aukštis, todėl kuo didesnis dažnis, tuo didesnis suvokiamas aukštis. Taip pat yra ryšys tarp garso bangos bangos ilgio, jos dažnio ar periodo ir bangos greičio ( S ), tokia kad
Pusiausvyros slėgio vertė, vaizduojama tolygiai išdėstytomis linijomis1A paveikslasir pagal grafiko ašį1C pav, yra lygus atmosferos slėgiui, kuris vyrautų nesant garso bangos. Praėjus suspaudimams ir retėjimams, kurie sudaryti garso bangos, atsirastų svyravimai virš ir žemiau atmosferos slėgio. Šio pusiausvyros svyravimo dydis yra žinomas kaip garso bangos amplitudė; matuojamas paskalais, arba niutonai vienam kvadratiniam metrui, jis žymimas raide Į . Lėktuvo garso bangos poslinkį ar sutrikimą galima matematiškai apibūdinti bendra bangų judėjimo lygtimi, kuri supaprastinta forma parašyta taip:
Ši lygtis apibūdina sinusinę bangą, kuri pasikartoja po atstumo λ, judančio į dešinę (+ x ) greičiu, nurodytu (2) lygtimi.
kuri iš šių aminorūgščių turi alifatinę r grupę?
Garso bangos amplitudė lemia jos intensyvumą, kurį savo ruožtu ausis suvokia kaip garsumą. Akustinis intensyvumas apibrėžiamas kaip vidutinis energijos perdavimo greitis ploto vienetui statmenas bangos sklidimo krypčiai. Jo santykį su amplitude galima parašyti taip kur ρ yra oro pusiausvyros tankis (matuojamas kilogramais kubiniam metrui) ir S yra garso greitis (metrais per sekundę). Intensyvumas ( Aš ) matuojamas vatais kvadratiniam metrui, o vatas yra standartinis elektros ar mechaninio galios vienetas.
Vertė Atmosferos slėgis standartinėmis atmosferos sąlygomis paprastai nurodoma maždaug 105paskaliai arba 105niutonų vienam kvadratiniam metrui. Mažiausias slėgio svyravimo amplitudė, kurią gali pajausti žmogaus ausis, yra apie 10-5ir slėgio amplitudė ties slenkstis skausmo yra apie 10 paskalių, todėl slėgio kitimas garso bangose yra labai mažas, palyginti su atmosferos slėgiu. Šiomis sąlygomis garso banga sklinda linijiniu būdu, ty ji tęsiasi skleisti per orą labai mažai prarandant, išsisklaidžius ar pakeičiant formą. Tačiau kai bangos amplitudė pasiekia apie 100 paskalų (maždaug viena tūkstantoji atmosferos slėgio dalis), sklindant bangai išsivysto reikšmingi netiesiškumai.
Netiesiškumas atsiranda dėl savito oro slėgio poveikio, kurį sukelia sinusinis oro molekulių poslinkis. Kai bangą sudarantis vibracinis judesys yra mažas, slėgio padidėjimas ir sumažėjimas taip pat yra nedidelis ir yra beveik vienodas. Bet kai bangos judėjimas yra didelis, kiekvienas suspaudimas sukuria didesnės amplitudės perteklinį slėgį nei slėgio sumažėjimas, kurį sukelia kiekviena retenybė. Tai galima nuspėti idealus dujų įstatymas , kuriame teigiama, kad padidinus dujų tūrį per pusę, slėgis sumažėja tik trečdaliu, o sumažėjus pusei - slėgis padidėja du kartus. Rezultatas yra grynasis slėgio perteklius - reiškinys, reikšmingas tik bangoms, kurių amplitudė viršija maždaug 100 paskalų.
Copyright © Visos Teisės Saugomos | asayamind.com