Ձայնը տարածվում է ձայնային ալիքների միջով: Այս ալիքները շարժվում են ոչ միայն գազերի և հեղուկների, այլև պինդ մարմինների միջոցով: Ցանկացած ալիքների գործողությունը հիմնականում բաղկացած է էներգիայի փոխանցումից: Ձայնի դեպքում փոխանցումը տեղի է ունենում մոլեկուլային մակարդակում րոպեական շարժումների տեսքով:

Գազերում և հեղուկներում ձայնային ալիքը մոլեկուլները տեղափոխում է իր շարժման ուղղությամբ, այսինքն՝ ալիքի երկարության ուղղությամբ։ Պինդ մարմիններում մոլեկուլների ձայնային թրթիռները կարող են առաջանալ նաև ալիքին ուղղահայաց ուղղությամբ։

Ձայնային ալիքներն իրենց աղբյուրներից շարժվում են բոլոր ուղղություններով, ինչպես ցույց է տրված աջ նկարում, որը ցույց է տալիս մետաղական զանգը, որը պարբերաբար բախվում է իր լեզվին: Այս մեխանիկական բախումներն առաջացնում են զանգի թրթռում: Թրթռումների էներգիան փոխանցվում է շրջակա օդի մոլեկուլներին, և դրանք հեռվում են զանգից։ Արդյունքում ճնշումը մեծանում է զանգին հարող օդի շերտում, որն այնուհետեւ ալիքներով տարածվում է աղբյուրից բոլոր ուղղություններով։

Ձայնի արագությունը անկախ է ձայնից կամ տոնայնությունից: Սենյակի ռադիոյից հնչող բոլոր ձայները՝ բարձր, թե մեղմ, բարձր, թե ցածր, միաժամանակ հասնում են ունկնդրին:

Ձայնի արագությունը կախված է միջավայրի տեսակից, որով այն շարժվում է և ջերմաստիճանից։ Գազերում ձայնային ալիքները դանդաղ են շարժվում, քանի որ դրանց հազվագյուտ մոլեկուլային կառուցվածքը փոքր դիմադրություն է տալիս սեղմմանը: Հեղուկներում ձայնի արագությունը մեծանում է, իսկ պինդ մարմիններում այն ​​դառնում է ավելի արագ, ինչպես ցույց է տրված ստորև բերված գծապատկերում մետր/վրկ (մ/վ):

Ալիքի ուղի

Ձայնային ալիքները տարածվում են օդով այնպես, ինչպես ցույց է տրված աջ կողմում գտնվող դիագրամներում: Ալիքի ճակատները աղբյուրից շարժվում են միմյանցից որոշակի հեռավորության վրա՝ որոշված ​​զանգի թրթռումների հաճախականությամբ։ Ձայնային ալիքի հաճախականությունը որոշվում է տվյալ կետով անցնող ալիքի ճակատների քանակը միավոր ժամանակում հաշվելով:

Ձայնային ալիքի ճակատը հեռանում է թրթռացող զանգից:

Միատեսակ տաքացվող օդում ձայնը շարժվում է հաստատուն արագությամբ:

Երկրորդ ճակատը հետևում է առաջինին ալիքի երկարությանը հավասար հեռավորության վրա:

Ձայնի ինտենսիվությունը ամենամեծն է աղբյուրին մոտ:

Անտեսանելի ալիքի գրաֆիկական ներկայացում

Խորքերի ձայնային հնչյուն

Ձայնային ալիքների սոնար ճառագայթը հեշտությամբ անցնում է օվկիանոսի ջրով: Սոնարների սկզբունքը հիմնված է այն փաստի վրա, որ ձայնային ալիքները արտացոլվում են օվկիանոսի հատակից; Այս սարքը սովորաբար օգտագործվում է ստորջրյա տեղանքի առանձնահատկությունները որոշելու համար:

Էլաստիկ պինդ նյութեր

Ձայնը շարժվում է փայտե ափսեի մեջ: Պինդ մարմինների մեծ մասի մոլեկուլները կապված են առաձգական տարածական ցանցի մեջ, որը վատ սեղմված է և միևնույն ժամանակ արագացնում է ձայնային ալիքների անցումը:

Ձայնի տարածման հիմնական օրենքները ներառում են դրա արտացոլման և բեկման օրենքները տարբեր միջավայրերի սահմաններում, ինչպես նաև ձայնի դիֆրակցիան և դրա ցրումը միջավայրում խոչընդոտների և անհամասեռությունների առկայության դեպքում և միջերեսների միջերեսներում:

Ձայնի տարածման տիրույթի վրա ազդում է ձայնի կլանման գործոնը, այսինքն՝ ձայնային ալիքի էներգիայի անշրջելի անցումը էներգիայի այլ տեսակների, մասնավորապես ջերմության։ Կարևոր գործոն է նաև ճառագայթման ուղղությունը և ձայնի տարածման արագությունը, որը կախված է միջավայրից և դրա կոնկրետ վիճակից։

Ձայնի աղբյուրից ակուստիկ ալիքները տարածվում են բոլոր ուղղություններով: Եթե ​​ձայնային ալիքն անցնում է համեմատաբար փոքր անցքով, ապա այն տարածվում է բոլոր ուղղություններով և չի շարժվում ուղղորդված ճառագայթով: Օրինակ, բաց պատուհանից սենյակ ներթափանցող փողոցային ձայները լսվում են բոլոր կետերում, և ոչ միայն պատուհանի դիմաց:

Խոչընդոտի մոտ ձայնային ալիքների տարածման բնույթը կախված է խոչընդոտի չափի և ալիքի երկարության փոխհարաբերությունից: Եթե ​​խոչընդոտի չափը փոքր է ալիքի երկարության համեմատ, ապա ալիքը հոսում է այս խոչընդոտի շուրջ՝ տարածվելով բոլոր ուղղություններով։

Ձայնային ալիքները, թափանցելով մի միջավայրից մյուսը, շեղվում են իրենց սկզբնական ուղղությունից, այսինքն՝ բեկվում են։ Ճեղքման անկյունը կարող է մեծ կամ փոքր լինել անկման անկյունից: Դա կախված է նրանից, թե ձայնը որ միջավայրի մեջ է թափանցում։ Եթե ​​երկրորդ միջավայրում ձայնի արագությունն ավելի մեծ է, ապա բեկման անկյունն ավելի մեծ կլինի անկման անկյունից և հակառակը։

Իրենց ճանապարհին խոչընդոտի հանդիպելիս ձայնային ալիքները արտացոլվում են դրանից ըստ խստորեն սահմանված կանոնի` անդրադարձման անկյունը հավասար է անկման անկյան հետ, էխոյի հասկացությունը կապված է դրա հետ: Եթե ​​ձայնը արտացոլվում է մի քանի մակերեսներից տարբեր հեռավորությունների վրա, տեղի են ունենում բազմաթիվ արձագանքներ:

Ձայնը տարածվում է տարբերվող գնդաձև ալիքի տեսքով, որը լրացնում է ավելի ու ավելի մեծ ծավալ: Քանի որ հեռավորությունը մեծանում է, միջավայրի մասնիկների թրթռումները թուլանում են, և ձայնը ցրվում է: Հայտնի է, որ փոխանցման տիրույթը մեծացնելու համար ձայնը պետք է կենտրոնացվի տվյալ ուղղությամբ։ Երբ մենք ուզում ենք, օրինակ, մեզ լսել, մենք մեր ափերը դնում ենք մեր բերանին կամ օգտագործում ենք մեգաֆոն։

Դիֆրակցիան, այսինքն՝ ձայնային ճառագայթների ծռումը, մեծ ազդեցություն ունի ձայնի տարածման տիրույթի վրա։ Որքան ավելի տարասեռ է միջավայրը, այնքան ձայնի ճառագայթը թեքվում է և, համապատասխանաբար, այնքան կարճ է ձայնի տարածման տիրույթը:

Ձայնի տարածում

Ձայնային ալիքները կարող են շարժվել օդում, գազերում, հեղուկներում և պինդ մարմիններում: Անօդ տարածության մեջ ալիքները չեն առաջանում։ Սա հեշտ է ստուգել պարզ փորձից: Եթե ​​էլեկտրական զանգը դրվի հերմետիկ գլխարկի տակ, որից օդը տարհանվել է, մենք ոչ մի ձայն չենք լսի։ Բայց հենց որ գլխարկը լցվում է օդով, ձայն է առաջանում։

Մասնակից մասնիկ տատանողական շարժումների տարածման արագությունը կախված է միջավայրից։ Հին ժամանակներում մարտիկները ականջները դնում էին գետնին և այդպիսով թշնամու հեծելազորին հայտնաբերում էին շատ ավելի վաղ, քան այն հայտնվում էր տեսադաշտում: Իսկ հայտնի գիտնական Լեոնարդո դա Վինչին 15-րդ դարում գրել է. «Եթե դու, լինելով ծովում, խողովակի անցքն իջեցնես ջրի մեջ և դրա մյուս ծայրը մոտեցնես ականջիդ, նավերի աղմուկը շատ կլսես։ քեզնից հեռու»։

Օդում ձայնի արագությունը առաջին անգամ չափվել է 17-րդ դարում Միլանի գիտությունների ակադեմիայի կողմից։ Բլրերից մեկի վրա թնդանոթ է տեղադրվել, մյուսում՝ դիտակետ։ Ժամը ձայնագրվել է թե՛ կրակոցի պահին (ֆլեշով), թե՛ ձայնի ստացման պահին։ Ելնելով դիտակետի և հրացանի միջև եղած հեռավորությունից և ազդանշանի ծագման ժամանակից՝ ձայնի տարածման արագությունն այլևս դժվար չէր հաշվարկել։ Պարզվել է, որ այն հավասար է վայրկյանում 330 մետրի։

Ջրում ձայնի արագությունը առաջին անգամ չափվել է 1827 թվականին Ժնևի լճում։ Երկու նավակները գտնվում էին միմյանցից 13847 մետր հեռավորության վրա։ Առաջինի վրա ներքևի տակ զանգ են կախել, իսկ երկրորդի վրա պարզ հիդրոֆոն (շչակ) իջեցրել են ջուրը։ Առաջին նավակի վրա վառոդը վառել են զանգը խփելուն միաժամանակ, երկրորդում դիտորդը բռնկման պահին գործարկել է վայրկյանաչափը և սկսել սպասել զանգի ձայնային ազդանշանին։ Պարզվեց, որ ձայնը ջրում ավելի քան 4 անգամ ավելի արագ է տարածվում, քան օդում, այսինքն. վայրկյանում 1450 մետր արագությամբ։

Ձայնի արագություն

Որքան մեծ է միջավայրի առաձգականությունը, այնքան մեծ է արագությունը՝ ռետինում 50, օդում՝ 330, ջրում՝ 1450, իսկ պողպատում՝ 5000 մետր վայրկյանում։ Եթե ​​մենք, ովքեր Մոսկվայում էինք, կարողանայինք այնքան բարձր գոռալ, որ ձայնը հասներ Սանկտ Պետերբուրգ, ապա մեզ այնտեղ կլսեին միայն կես ժամ հետո, և եթե ձայնը տարածվեր նույն հեռավորության վրա պողպատի մեջ, ապա այն կընդունվեր. երկու րոպեում։

Ձայնի տարածման արագության վրա ազդում է նույն միջավայրի վիճակը։ Երբ ասում ենք, որ ձայնը ջրում շարժվում է վայրկյանում 1450 մետր արագությամբ, դա չի նշանակում, որ ցանկացած ջրում և ցանկացած պայմաններում: Ջրի ջերմաստիճանի և աղիության բարձրացման, ինչպես նաև խորության և, հետևաբար, հիդրոստատիկ ճնշման աճով, ձայնի արագությունը մեծանում է: Կամ վերցնենք պողպատը։ Այստեղ նույնպես ձայնի արագությունը կախված է ինչպես ջերմաստիճանից, այնպես էլ պողպատի որակական բաղադրությունից՝ որքան շատ ածխածին է պարունակում, այնքան կոշտ է, և ձայնն ավելի արագ է շարժվում դրա մեջ։

Երբ նրանք իրենց ճանապարհին բախվում են խոչընդոտի, դրանից ձայնային ալիքներ են արտացոլվում խիստ սահմանված կանոնի համաձայն՝ անդրադարձման անկյունը հավասար է անկման անկյան։ Օդից եկող ձայնային ալիքները գրեթե ամբողջությամբ կարտացոլվեն ջրի մակերևույթից դեպի վեր, իսկ ջրի մեջ գտնվող աղբյուրից եկող ձայնային ալիքները կարտացոլվեն դրանից դեպի ներքև:

Ձայնային ալիքները, ներթափանցելով մի միջավայրից մյուսը, շեղվում են իրենց սկզբնական դիրքից, այսինքն. բեկված. Ճեղքման անկյունը կարող է մեծ կամ փոքր լինել անկման անկյունից: Դա կախված է նրանից, թե ձայնը ինչ միջավայր է թափանցում: Եթե ​​երկրորդ միջավայրում ձայնի արագությունն ավելի մեծ է, քան առաջինում, ապա բեկման անկյունն ավելի մեծ կլինի անկման անկյունից և հակառակը։

Օդում ձայնային ալիքները տարածվում են տարբերվող գնդաձև ալիքի տեսքով, որը լրացնում է ավելի ու ավելի մեծ ծավալ, քանի որ ձայնային աղբյուրներից առաջացած մասնիկների թրթռումները փոխանցվում են օդի զանգվածին։ Սակայն, քանի որ հեռավորությունը մեծանում է, մասնիկների թրթռումները թուլանում են։ Հայտնի է, որ փոխանցման տիրույթը մեծացնելու համար ձայնը պետք է կենտրոնացվի տվյալ ուղղությամբ։ Երբ մենք ցանկանում ենք մեզ ավելի լավ լսել, մենք մեր ափերը դնում ենք մեր բերանին կամ օգտագործում ենք մեգաֆոն: Այս դեպքում ձայնը ավելի քիչ կթուլանա, իսկ ձայնային ալիքները կշարժվեն ավելի հեռուն:

Երբ պատի հաստությունը մեծանում է, ձայնի տեղակայումը ցածր միջին հաճախականություններում մեծանում է, բայց «նենգ» համընկնման ռեզոնանսը, որն առաջացնում է ձայնի տեղակայման խեղդում, սկսում է դրսևորվել ավելի ցածր հաճախականություններում և ընդգրկում է ավելի լայն տարածք:

Երբևէ մտածե՞լ եք, որ ձայնը կյանքի, գործողության և շարժման ամենավառ դրսևորումներից մեկն է: Եվ նաև այն մասին, որ յուրաքանչյուր ձայն ունի իր «դեմքը»: Եվ նույնիսկ փակ աչքերով, ոչինչ չտեսնելով, մենք կարող ենք միայն ձայնով կռահել, թե ինչ է կատարվում մեր շուրջը։ Մենք կարող ենք տարբերել ընկերների ձայները, լսել խշշոց, մռնչյուն, հաչոց, մյաո և այլն: Այս բոլոր հնչյունները մեզ ծանոթ են մանկուց, և մենք հեշտությամբ կարող ենք ճանաչել դրանցից որևէ մեկը: Ավելին, նույնիսկ բացարձակ լռության մեջ մենք կարող ենք մեր ներքին լսողությամբ լսել թվարկված հնչյուններից յուրաքանչյուրը։ Պատկերացրեք, կարծես իրականում:

Ի՞նչ է ձայնը:

Մարդու ականջի կողմից ընկալվող ձայները մեզ շրջապատող աշխարհի մասին տեղեկատվության ամենակարևոր աղբյուրներից են: Ծովի և քամու աղմուկը, թռչունների երգը, մարդկանց ձայներն ու կենդանիների ճիչերը, որոտները, շարժվող ականջների ձայները հեշտացնում են փոփոխվող արտաքին պայմաններին հարմարվելը:

Եթե, օրինակ, մի քար ընկավ լեռներում, և մոտակայքում չկար մեկը, ով կարող էր լսել դրա անկման ձայնը, ձայնը գոյություն ունե՞ր, թե՞ ոչ։ Հարցին հավասարապես կարելի է պատասխանել և՛ դրական, և՛ բացասական, քանի որ «ձայն» բառը կրկնակի նշանակություն ունի։ Հետևաբար, պետք է համաձայնել։ Հետևաբար, պետք է համաձայնել, թե ինչ է համարվում հնչյուն՝ ֆիզիկական երևույթ Օդում ձայնային թրթիռների տարածման ձևը կամ լսողի զգացումը: Առաջինը ըստ էության պատճառ է, երկրորդը հետևանք է, մինչդեռ ձայնի առաջին հասկացությունը օբյեկտիվ է, երկրորդը սուբյեկտիվ է: Առաջին դեպքում. ձայնը իրականում էներգիայի հոսք է, որը հոսում է գետի հոսանքի պես: Նման ձայնը կարող է փոխել այն միջավայրը, որով անցնում է, և ինքն էլ փոխվում է դրանով: Երկրորդ դեպքում ձայն ասելով հասկանում ենք այն զգացողությունները, որոնք առաջանում են լսողի մոտ, երբ ձայնային ալիքը ազդում է ուղեղի վրա լսողական ապարատի միջոցով: Լսելով ձայնը` մարդը կարող է զգալ տարբեր զգացողություններ: Զգացմունքների լայն տեսականի մեզ մոտ արթնանում է հնչյունների այդ բարդ համալիրը, որը մենք անվանում ենք երաժշտություն: Ձայնները կազմում են խոսքի հիմքը, որը ծառայում է որպես մարդկային հասարակության հաղորդակցության հիմնական միջոց: Եվ վերջապես, կա ձայնի մի ձև, որը կոչվում է աղմուկ: Ձայնի վերլուծությունը սուբյեկտիվ ընկալման տեսանկյունից ավելի բարդ է, քան օբյեկտիվ գնահատմամբ:

Ինչպե՞ս ստեղծել ձայն:

Բոլոր հնչյունների ընդհանուրն այն է, որ դրանք առաջացնող մարմինները, այսինքն՝ ձայնի աղբյուրները, թրթռում են (չնայած հաճախ այդ թրթռումները անտեսանելի են աչքի համար): Օրինակ՝ մարդկանց և շատ կենդանիների ձայների ձայներն առաջանում են նրանց ձայնալարերի թրթռումների, փողային երաժշտական ​​գործիքների ձայնի, ծովահարի ձայնի, քամու սուլոցի և ամպրոպի արդյունքում։ օդային զանգվածների թրթռումներով։

Որպես օրինակ օգտագործելով քանոնը՝ դուք կարող եք բառացիորեն սեփական աչքերով տեսնել, թե ինչպես է ծնվում ձայնը։ Ի՞նչ շարժում է անում քանոնը, երբ մի ծայրն ամրացնում ենք, մյուսը քաշում և բաց թողնում։ Կնկատենք, որ նա կարծես դողում էր ու տատանվում։ Ելնելով դրանից՝ մենք եզրակացնում ենք, որ ձայնը ստեղծվում է որոշ առարկաների կարճ կամ երկար տատանումներից։

Ձայնի աղբյուր կարող են լինել ոչ միայն թրթռացող առարկաները։ Թռիչքի ժամանակ փամփուշտների կամ պարկուճների սուլոցը, քամու ոռնոցը, ռեակտիվ շարժիչի մռնչյունը ծնվում են օդային հոսքի ընդմիջումներից, որոնց ժամանակ տեղի է ունենում նաև հազվադեպություն և սեղմում։

Նաև ձայնային թրթռումային շարժումները կարելի է նկատել սարքի միջոցով՝ թյունինգ պատառաքաղ։ Դա կոր մետաղյա ձող է, որը տեղադրված է ոտքի վրա ռեզոնատորի տուփի վրա: Եթե ​​մուրճով հարվածեք լարման պատառաքաղին, այն կհնչի: Աննկատելի են թյունինգ պատառաքաղի ճյուղերի թրթռումները։ Բայց դրանք կարելի է հայտնաբերել, եթե թելի վրա կախված փոքրիկ գնդակը բերեք հնչյունային լարման պատառաքաղին: Գնդակը պարբերաբար կցատկի, ինչը ցույց է տալիս Քեմերոնի ճյուղերի թրթռումները:

Ձայնի աղբյուրի շրջակա օդի հետ փոխազդեցության արդյունքում օդի մասնիկները սկսում են սեղմվել և ընդլայնվել ժամանակին (կամ «գրեթե ժամանակին») ձայնի աղբյուրի շարժումներով: Այնուհետև օդի որպես հեղուկ միջավայրի հատկությունների շնորհիվ թրթռումները փոխանցվում են օդի մի մասնիկից մյուսը։

Ձայնային ալիքների տարածման բացատրությանը

Արդյունքում, թրթռումները փոխանցվում են օդի միջոցով հեռավորության վրա, այսինքն, ձայնային կամ ակուստիկ ալիքը, կամ, պարզապես, ձայնը տարածվում է օդով: Ձայնը, հասնելով մարդու ականջին, իր հերթին գրգռում է թրթռումները նրա զգայուն հատվածներում, որոնք մեր կողմից ընկալվում են խոսքի, երաժշտության, աղմուկի և այլնի տեսքով (կախված ձայնի հատկություններից, որոնք թելադրված են դրա աղբյուրի բնույթից): .

Ձայնային ալիքների տարածում

Հնարավո՞ր է տեսնել, թե ինչպես է «վազում» ձայնը: Թափանցիկ օդում կամ ջրում մասնիկների թրթիռներն իրենք աննկատ են։ Բայց դուք հեշտությամբ կարող եք գտնել մի օրինակ, որը ձեզ կասի, թե ինչ է տեղի ունենում, երբ ձայնը տարածվում է:

Ձայնային ալիքների տարածման համար անհրաժեշտ պայման է նյութական միջավայրի առկայությունը։

Վակուումում ձայնային ալիքները չեն տարածվում, քանի որ այնտեղ չկան մասնիկներ, որոնք փոխանցում են փոխազդեցությունը թրթռման աղբյուրից։

Ուստի մթնոլորտի բացակայության պատճառով Լուսնի վրա լիակատար լռություն է տիրում։ Անգամ երկնաքարի անկումն իր մակերեսին լսելի չէ դիտողի համար։

Ձայնային ալիքների տարածման արագությունը որոշվում է մասնիկների փոխազդեցության փոխանցման արագությամբ։

Ձայնի արագությունը միջավայրում ձայնային ալիքների տարածման արագությունն է։ Գազում ձայնի արագությունը պարզվում է, որ մոլեկուլների ջերմային արագության կարգի (ավելի ճիշտ՝ փոքր-ինչ պակաս) է և, հետևաբար, մեծանում է գազի ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Որքան մեծ է նյութի մոլեկուլների փոխազդեցության պոտենցիալ էներգիան, այնքան մեծ է ձայնի արագությունը, հետևաբար՝ հեղուկի մեջ ձայնի արագությունը, որն իր հերթին գերազանցում է գազում ձայնի արագությունը։ Օրինակ՝ ծովի ջրում ձայնի արագությունը 1513 մ/վ է։ Պողպատում, որտեղ լայնակի և երկայնական ալիքները կարող են տարածվել, դրանց տարածման արագությունը տարբեր է։ Լայնակի ալիքները տարածվում են 3300 մ/վ արագությամբ, իսկ երկայնականը՝ 6600 մ/վ արագությամբ։

Ձայնի արագությունը ցանկացած միջավայրում հաշվարկվում է բանաձևով.

որտեղ β-ն միջավայրի ադիաբատիկ սեղմելիությունն է. ρ - խտություն.

Ձայնային ալիքների տարածման օրենքները

Ձայնի տարածման հիմնական օրենքները ներառում են դրա արտացոլման և բեկման օրենքները տարբեր միջավայրերի սահմաններում, ինչպես նաև ձայնի դիֆրակցիան և դրա ցրումը միջավայրում խոչընդոտների և անհամասեռությունների առկայության դեպքում և միջերեսների միջերեսներում:

Ձայնի տարածման տիրույթի վրա ազդում է ձայնի կլանման գործոնը, այսինքն՝ ձայնային ալիքի էներգիայի անշրջելի անցումը էներգիայի այլ տեսակների, մասնավորապես ջերմության։ Կարևոր գործոն է նաև ճառագայթման ուղղությունը և ձայնի տարածման արագությունը, որը կախված է միջավայրից և դրա կոնկրետ վիճակից։

Ձայնի աղբյուրից ակուստիկ ալիքները տարածվում են բոլոր ուղղություններով: Եթե ​​ձայնային ալիքն անցնում է համեմատաբար փոքր անցքով, ապա այն տարածվում է բոլոր ուղղություններով և չի շարժվում ուղղորդված ճառագայթով: Օրինակ, բաց պատուհանից սենյակ ներթափանցող փողոցային ձայները լսվում են բոլոր կետերում, և ոչ միայն պատուհանի դիմաց:

Խոչընդոտի մոտ ձայնային ալիքների տարածման բնույթը կախված է խոչընդոտի չափի և ալիքի երկարության փոխհարաբերությունից: Եթե ​​խոչընդոտի չափը փոքր է ալիքի երկարության համեմատ, ապա ալիքը հոսում է այս խոչընդոտի շուրջ՝ տարածվելով բոլոր ուղղություններով։

Ձայնային ալիքները, թափանցելով մի միջավայրից մյուսը, շեղվում են իրենց սկզբնական ուղղությունից, այսինքն՝ բեկվում են։ Ճեղքման անկյունը կարող է մեծ կամ փոքր լինել անկման անկյունից: Դա կախված է նրանից, թե ձայնը ինչ միջավայր է թափանցում: Եթե ​​երկրորդ միջավայրում ձայնի արագությունն ավելի մեծ է, ապա բեկման անկյունն ավելի մեծ կլինի անկման անկյունից և հակառակը։

Իրենց ճանապարհին խոչընդոտի հանդիպելիս ձայնային ալիքները արտացոլվում են դրանից ըստ խստորեն սահմանված կանոնի` անդրադարձման անկյունը հավասար է անկման անկյան հետ, էխոյի հասկացությունը կապված է դրա հետ: Եթե ​​ձայնը արտացոլվում է մի քանի մակերեսներից տարբեր հեռավորությունների վրա, տեղի են ունենում բազմաթիվ արձագանքներ:

Ձայնը տարածվում է տարբերվող գնդաձև ալիքի տեսքով, որը լրացնում է ավելի ու ավելի մեծ ծավալ: Քանի որ հեռավորությունը մեծանում է, միջավայրի մասնիկների թրթռումները թուլանում են, և ձայնը ցրվում է: Հայտնի է, որ փոխանցման տիրույթը մեծացնելու համար ձայնը պետք է կենտրոնացվի տվյալ ուղղությամբ։ Երբ մենք ուզում ենք, օրինակ, մեզ լսել, մենք մեր ափերը դնում ենք մեր բերանին կամ օգտագործում ենք մեգաֆոն։

Դիֆրակցիան, այսինքն՝ ձայնային ճառագայթների ծռումը, մեծ ազդեցություն ունի ձայնի տարածման տիրույթի վրա։ Որքան ավելի տարասեռ է միջավայրը, այնքան ձայնի ճառագայթը թեքվում է և, համապատասխանաբար, այնքան կարճ է ձայնի տարածման տիրույթը:

Ձայնի հատկությունները և դրա բնութագրերը

Ձայնի հիմնական ֆիզիկական բնութագրիչները տատանումների հաճախականությունն ու ինտենսիվությունն են: Դրանք ազդում են մարդկանց լսողական ընկալման վրա։

Տատանման ժամանակաշրջանը այն ժամանակն է, որի ընթացքում տեղի է ունենում մեկ ամբողջական տատանում: Օրինակ կարելի է բերել ճոճվող ճոճանակի մասին, երբ այն շարժվում է ծայրահեղ ձախ դիրքից դեպի ծայրահեղ աջ և վերադառնում իր սկզբնական դիրքին:

Տատանումների հաճախականությունը վայրկյանում ամբողջական տատանումների (ժամանակաշրջանների) թիվն է: Այս միավորը կոչվում է հերց (Հց): Որքան բարձր է թրթռման հաճախականությունը, այնքան բարձր է մենք լսում ձայնը, այսինքն՝ ձայնն ավելի բարձր բարձրություն ունի։ Համաձայն ընդունված միավորների միջազգային համակարգի՝ 1000 Հց-ը կոչվում է կիլոհերց (կՀց), իսկ 1 000 000-ը՝ մեգահերց (ՄՀց)։

Հաճախականության բաշխում. լսելի ձայներ՝ 15Հց-20կՀց-ի սահմաններում, ինֆրաձայններ՝ 15Հց-ից ցածր; ուլտրաձայներ - 1,5 (104 - 109 Հց; հիպերձայնային - 109 - 1013 Հց հաճախականության սահմաններում):

Մարդու ականջը առավել զգայուն է 2000-ից 5000 կՀց հաճախականությամբ ձայների նկատմամբ: Լսողության ամենամեծ սրությունը նկատվում է 15-20 տարեկանում։ Տարիքի հետ լսողությունը վատանում է։

Ալիքի երկարություն հասկացությունը կապված է տատանումների ժամանակաշրջանի և հաճախականության հետ։ Ձայնային ալիքի երկարությունը տարածությունն է միջավայրի երկու հաջորդական խտացումների կամ հազվադեպությունների միջև: Օգտագործելով ջրի մակերևույթի վրա տարածվող ալիքների օրինակը՝ սա երկու գագաթների միջև եղած հեռավորությունն է։

Հնչյունները տարբերվում են նաև տեմբրով։ Ձայնի հիմնական տոնն ուղեկցվում է երկրորդական հնչերանգներով, որոնք միշտ ավելի բարձր են հաճախականությամբ (օվերտոններ): Տեմբրը ձայնի որակական հատկանիշ է։ Որքան շատ են երանգավորումները վերադրվում հիմնական տոնի վրա, այնքան «հյութալի» է հնչում երաժշտական ​​առումով:

Երկրորդ հիմնական բնութագիրը տատանումների ամպլիտուդն է։ Սա ներդաշնակ թրթռումների ժամանակ հավասարակշռության դիրքից ամենամեծ շեղումն է։ Օգտագործելով ճոճանակի օրինակը, դրա առավելագույն շեղումը գտնվում է ծայրահեղ ձախ դիրքի կամ ծայրահեղ աջ դիրքի վրա: Թրթռումների ամպլիտուդը որոշում է ձայնի ինտենսիվությունը (ուժը):

Ձայնի ուժգնությունը կամ դրա ինտենսիվությունը որոշվում է մեկ վայրկյանում մեկ քառակուսի սանտիմետր տարածքով հոսող ակուստիկ էներգիայի քանակով: Հետևաբար, ակուստիկ ալիքների ինտենսիվությունը կախված է միջավայրում աղբյուրի կողմից ստեղծված ակուստիկ ճնշման մեծությունից:

Բարձրությունը իր հերթին կապված է ձայնի ինտենսիվության հետ: Որքան մեծ է ձայնի ինտենսիվությունը, այնքան ավելի բարձր է այն: Այնուամենայնիվ, այս հասկացությունները համարժեք չեն: Բարձրությունը ձայնի հետևանքով առաջացած լսողական սենսացիայի ուժի չափումն է: Նույն ինտենսիվության ձայնը կարող է տարբեր մարդկանց մոտ տարբեր բարձրության լսողական ընկալումներ ստեղծել: Յուրաքանչյուր մարդ ունի իր լսողության շեմը:

Մարդը դադարում է լսել շատ բարձր ինտենսիվության ձայներ և դրանք ընկալում է որպես ճնշման և նույնիսկ ցավի զգացում։ Այս ձայնի ինտենսիվությունը կոչվում է ցավի շեմ:

Ձայնի ազդեցությունը մարդու լսողության օրգանների վրա

Մարդու լսողության օրգաններն ունակ են ընկալելու թրթռումներ 15-20 Հերցից մինչև 16-20 հազար Հերց հաճախականությամբ։ Նշված հաճախականություններով մեխանիկական թրթռումները կոչվում են ձայնային կամ ակուստիկ (ակուստիկան ձայնի ուսումնասիրությունն է):Մարդու ականջը առավել զգայուն է 1000-ից 3000 Հց հաճախականությամբ հնչյունների նկատմամբ: Լսողության ամենամեծ սրությունը նկատվում է 15-20 տարեկանում։ Տարիքի հետ լսողությունը վատանում է։ Մինչև 40 տարեկան մարդու մոտ ամենամեծ զգայունությունը 3000 Հց է, 40-ից 60 տարեկանը՝ 2000 Հց, 60 տարեկանից բարձրը՝ 1000 Հց։ Մինչև 500 Հց տիրույթում մենք կարողանում ենք տարբերակել հաճախականության նվազումը կամ ավելացումը նույնիսկ 1 Հց-ով: Ավելի բարձր հաճախականությունների դեպքում մեր լսողական սարքերը դառնում են ավելի քիչ զգայուն հաճախականության նման փոքր փոփոխությունների նկատմամբ: Այսպիսով, 2000 Հց հետո մենք կարող ենք տարբերել մի ձայնը մյուսից միայն այն դեպքում, երբ հաճախականության տարբերությունը առնվազն 5 Հց է։ Ավելի փոքր տարբերությամբ հնչյունները մեզ նույնը կթվա։ Այնուամենայնիվ, գրեթե չկան կանոններ առանց բացառությունների: Կան մարդիկ, ովքեր անսովոր լավ լսողություն ունեն։ Տաղանդավոր երաժիշտը կարող է նկատել ձայնի փոփոխությունը թրթիռի ընդամենը մի մասնիկի միջոցով:

Արտաքին ականջը բաղկացած է քորոցից և լսողական անցուղուց, որոնք այն միացնում են թմբկաթաղանթին։ Արտաքին ականջի հիմնական գործառույթը ձայնի աղբյուրի ուղղությունը որոշելն է: Լսողական ջրանցքը, որը երկու սանտիմետր երկարությամբ խողովակ է, որը դեպի ներս ձգվում է, պաշտպանում է ականջի ներքին մասերը և կատարում է ռեզոնատորի դեր։ Լսողական խողովակն ավարտվում է թմբկաթաղանթով՝ ձայնային ալիքների ազդեցության տակ թրթռացող թաղանթով։ Հենց այստեղ՝ միջին ականջի արտաքին սահմանին, տեղի է ունենում օբյեկտիվ ձայնի փոխակերպումը սուբյեկտիվի։ Ականջի թմբկաթաղանթի հետևում կան երեք փոքր փոխկապակցված ոսկորներ՝ մալլեուսը, ինկուսը և թմբուկը, որոնց միջոցով թրթռումները փոխանցվում են ներքին ականջին։

Այնտեղ լսողական նյարդում դրանք վերածվում են էլեկտրական ազդանշանների։ Փոքր խոռոչը, որտեղ գտնվում են մալլեուսը, ինկուսը և բծերը, լցված է օդով և միացված է բերանի խոռոչին Էվստաքյան խողովակով։ Վերջինիս շնորհիվ թմբկաթաղանթի ներքին և արտաքին կողմերի վրա հավասար ճնշում է պահպանվում։ Սովորաբար Էվստաքյան խողովակը փակ է և բացվում է միայն այն դեպքում, երբ ճնշման հանկարծակի փոփոխություն է լինում (հորանջում, կուլ տալիս) այն հավասարեցնելու համար։ Եթե ​​մարդու Էվստաքյան խողովակը փակ է, օրինակ՝ մրսածության պատճառով, ապա ճնշումը չի հավասարվում, և մարդը ցավ է զգում ականջներում։ Հաջորդը, թրթռումները փոխանցվում են թմբկաթաղանթից դեպի օվալ պատուհան, որը ներքին ականջի սկիզբն է։ Թմբկաթաղանթի վրա ազդող ուժը հավասար է ճնշման արտադրյալին և թմբկաթաղանթի մակերեսին։ Բայց լսողության իրական առեղծվածները սկսվում են օվալաձեւ պատուհանից: Ձայնային ալիքները շարժվում են հեղուկի միջով (պերիլիմֆ), որը լցնում է կոխլեան: Ներքին ականջի այս օրգանը, որը նման է կոխլեայի, ունի երեք սանտիմետր երկարություն և իր ամբողջ երկարությամբ միջնապատով բաժանված է երկու մասի։ Ձայնային ալիքները հասնում են միջնորմին, շրջանցում այն ​​և հետո տարածվում գրեթե նույն տեղում, որտեղ առաջին անգամ դիպել են միջնորմին, բայց մյուս կողմից: Կոխլեայի միջնապատը բաղկացած է հիմնական թաղանթից, որը շատ հաստ է և ամուր։ Ձայնային թրթռումները դրա մակերեսին ստեղծում են ալիքանման ալիքներ՝ տարբեր հաճախականությունների համար գագաթներով, որոնք ընկած են մեմբրանի շատ կոնկրետ հատվածներում: Մեխանիկական թրթռումները վերածվում են էլեկտրականի հատուկ օրգանում (Կորտիի օրգան), որը գտնվում է հիմնական թաղանթի վերին մասում։ Կորտիի օրգանից վեր գտնվում է տեկտորային թաղանթը։ Այս երկու օրգաններն էլ ընկղմված են էնդոլիմֆ կոչվող հեղուկի մեջ և Ռեյսների թաղանթով առանձնացված են կոխլեայի մնացած հատվածից։ Կորտիի օրգանից աճող մազերը գրեթե թափանցում են տեկտորային թաղանթ, և երբ հնչում է ձայնը, նրանք շփվում են. ձայնը փոխակերպվում է, այժմ այն ​​կոդավորված է էլեկտրական ազդանշանների տեսքով: Գանգի մաշկը և ոսկորները զգալի դեր են խաղում ձայները ընկալելու մեր կարողության բարձրացման գործում՝ շնորհիվ նրանց լավ հաղորդունակության: Օրինակ, եթե ականջդ դնես ռելսին, մոտեցող գնացքի շարժումը կարելի է նկատել դրա հայտնվելուց շատ առաջ:

Ձայնի ազդեցությունը մարդու մարմնի վրա

Վերջին տասնամյակների ընթացքում կտրուկ աճել են տարբեր տեսակի մեքենաների և աղմուկի այլ աղբյուրների քանակը, շարժական ռադիոների և մագնիտոֆոնների տարածումը, որոնք հաճախ միացված են բարձր ձայնով, և կիրքը բարձր ժողովրդական երաժշտության նկատմամբ: Նշվել է, որ քաղաքներում 5-10 տարին մեկ աղմուկի մակարդակը բարձրանում է 5 դԲ-ով (դեցիբել): Պետք է նկատի ունենալ, որ հեռավոր մարդկանց նախնիների համար աղմուկը տագնապի ազդանշան էր, որը ցույց էր տալիս վտանգի հավանականությունը: Միևնույն ժամանակ արագ ակտիվացել են սիմպաթիկ-ադրենալ և սրտանոթային համակարգերը, գազափոխանակությունը, փոխվել են նյութափոխանակության այլ տեսակներ (արյան շաքարի և խոլեստերինի մակարդակի բարձրացում)՝ պատրաստելով մարմինը կռվի կամ փախուստի։ Չնայած ժամանակակից մարդու մոտ այս լսողության ֆունկցիան կորցրել է նման գործնական նշանակությունը, սակայն պահպանվել են «գոյության պայքարի վեգետատիվ ռեակցիաները»։ Այսպիսով, նույնիսկ 60-90 դԲ կարճատև աղմուկը առաջացնում է հիպոֆիզի հորմոնների արտազատման ավելացում՝ խթանելով բազմաթիվ այլ հորմոնների, մասնավորապես կատեխոլամինների (ադրենալին և նորէպինեֆրին) արտադրությունը, սրտի աշխատանքը մեծանում է, արյան անոթները նեղանում են, և արյան ճնշումը (BP) բարձրանում է: Նշվել է, որ արյան ճնշման առավել ցայտուն աճ է նկատվում հիպերտոնիայով հիվանդների և դրա նկատմամբ ժառանգական նախատրամադրվածություն ունեցող մարդկանց մոտ։ Աղմուկի ազդեցությամբ խանգարվում է ուղեղի գործունեությունը. փոխվում է էլեկտրաէնցեֆալոգրամի բնույթը, նվազում է ընկալման սրությունը և մտավոր կատարողականությունը։ Նշվել է մարսողության վատթարացում։ Հայտնի է, որ աղմկոտ միջավայրերի երկարատև ազդեցությունը հանգեցնում է լսողության կորստի: Կախված անհատական ​​զգայունությունից՝ մարդիկ տարբեր կերպ են գնահատում աղմուկը որպես տհաճ և անհանգստացնող: Միևնույն ժամանակ, երաժշտությունն ու խոսքը, որը հետաքրքրում է ունկնդրին, նույնիսկ 40-80 դԲ-ով, կարելի է համեմատաբար հեշտությամբ հանդուրժել: Որպես կանոն, լսողությունը ընկալում է թրթռումներ 16-20000 Հց միջակայքում (տատանումներ վայրկյանում): Կարևոր է ընդգծել, որ տհաճ հետևանքներն առաջանում են ոչ միայն թրթռումների լսելի տիրույթում ավելորդ աղմուկի պատճառով. ուլտրաձայնային և ինֆրաձայնը մարդու լսողության կողմից չընկալվող տիրույթներում (20 հազար Հց-ից և 16 Հց-ից ցածր) առաջացնում է նաև նյարդային լարվածություն, թուլություն, գլխապտույտ, ներքին օրգանների, հատկապես նյարդային և սրտանոթային համակարգերի գործունեության փոփոխություններ. Պարզվել է, որ խոշոր միջազգային օդանավակայանների մոտ գտնվող տարածքների բնակիչներն ունեն հիպերտոնիայի ակնհայտ ավելի բարձր մակարդակ, քան նույն քաղաքի ավելի հանգիստ տարածքում ապրողները: Ավելորդ աղմուկը (80 դԲ-ից բարձր) ազդում է ոչ միայն լսողության օրգանների, այլև այլ օրգանների և համակարգերի վրա (շրջանառություն, մարսողական, նյարդային և այլն): և այլն), կենսական գործընթացները խաթարվում են, էներգետիկ նյութափոխանակությունը սկսում է գերակշռել պլաստիկ նյութափոխանակությանը, ինչը հանգեցնում է մարմնի վաղաժամ ծերացման:

Այս դիտարկումներով ու բացահայտումներով սկսեցին ի հայտ գալ մարդկանց վրա նպատակային ազդեցության մեթոդներ։ Դուք կարող եք ազդել մարդու մտքի և վարքի վրա տարբեր ձևերով, որոնցից մեկը պահանջում է հատուկ սարքավորումներ (տեխնոտրոնիկ տեխնիկա, զոմբիացում):

Ձայնամեկուսացում

Շենքերի աղմուկից պաշտպանվածության աստիճանը հիմնականում որոշվում է տվյալ նպատակի համար նախատեսված տարածքների համար թույլատրելի աղմուկի ստանդարտներով: Դիզայնի կետերում մշտական ​​աղմուկի նորմալացված պարամետրերն են ձայնային ճնշման մակարդակները L, dB, օկտավայի հաճախականությունների տիրույթները 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Հց միջին հաճախականություններով: Մոտավոր հաշվարկների համար թույլատրվում է օգտագործել ձայնի մակարդակները LA, dBA: Դիզայնի կետերում ոչ մշտական ​​աղմուկի նորմալացված պարամետրերն են ձայնի համարժեք LA eq, dBA և ձայնի առավելագույն մակարդակները LA max, dBA:

Ձայնային ճնշման թույլատրելի մակարդակները (համարժեք ձայնային ճնշման մակարդակները) ստանդարտացված են SNiP II-12-77 «Աղմուկի պաշտպանության» կողմից:

Պետք է հաշվի առնել, որ տարածքներում արտաքին աղբյուրներից աղմուկի թույլատրելի մակարդակները սահմանվում են՝ պայմանով, որ ապահովվի տարածքների ստանդարտ օդափոխությունը (բնակելի տարածքների, հիվանդասենյակների, դասասենյակների համար՝ բաց օդափոխիչներով, միջանցքներով, նեղ պատուհանների թևերով):

Օդային ձայնային մեկուսացումը ձայնային էներգիայի թուլացումն է, քանի որ այն փոխանցվում է պարիսպով:

Բնակելի և հասարակական շենքերի, ինչպես նաև արդյունաբերական ձեռնարկությունների օժանդակ շենքերի և տարածքների ձայնամեկուսացման կարգավորվող պարամետրերն են պատող կառուցվածքի օդային աղմուկի մեկուսացման ինդեքսը Rw, dB և առաստաղի տակ ազդեցության աղմուկի նվազեցված մակարդակի ինդեքսը: .

Աղմուկ. Երաժշտություն. Ելույթ.

Լսողության օրգանների կողմից հնչյունների ընկալման տեսանկյունից դրանք կարելի է բաժանել հիմնականում երեք կատեգորիայի՝ աղմուկ, երաժշտություն և խոսք։ Սրանք ձայնային երեւույթների տարբեր ոլորտներ են, որոնք ունեն մարդուն հատուկ տեղեկատվություն։

Աղմուկը մեծ թվով հնչյունների ոչ համակարգված համակցություն է, այսինքն՝ այս բոլոր հնչյունների միաձուլումը մեկ անհամապատասխան ձայնի մեջ։ Աղմուկը համարվում է մարդուն անհանգստացնող կամ նյարդայնացնող ձայների կատեգորիա:

Մարդիկ կարող են հանդուրժել միայն որոշակի քանակությամբ աղմուկ: Բայց եթե մեկ-երկու ժամ է անցնում, և աղմուկը չի դադարում, ապա առաջանում է լարվածություն, նյարդայնություն և նույնիսկ ցավ։

Ձայնը կարող է սպանել մարդուն: Միջնադարում նույնիսկ նման մահապատիժ կար, երբ մարդուն դնում էին զանգի տակ ու սկսում էին ծեծել։ Կամաց-կամաց զանգերի ղողանջը սպանեց տղամարդուն։ Բայց սա միջնադարում էր։ Մեր օրերում հայտնվել են գերձայնային ինքնաթիռներ։ Եթե ​​նման ինքնաթիռը թռչի քաղաքի վրայով 1000-1500 մետր բարձրության վրա, ապա տների ապակիները կպայթեն։

Երաժշտությունը հնչյունների աշխարհում առանձնահատուկ երեւույթ է, սակայն, ի տարբերություն խոսքի, այն չի փոխանցում ճշգրիտ իմաստային կամ լեզվական իմաստներ։ Զգացմունքային հագեցվածությունը և հաճելի երաժշտական ​​ասոցիացիաները սկսվում են վաղ մանկությունից, երբ երեխան դեռևս բանավոր հաղորդակցություն ունի: Ռիթմերն ու վանկարկումները նրան կապում են մոր հետ, իսկ երգն ու պարը խաղերում հաղորդակցման տարր են։ Երաժշտության դերն այնքան մեծ է մարդու կյանքում, որ վերջին տարիներին բժշկությունը նրան բուժիչ հատկություններ է վերագրում։ Երաժշտության օգնությամբ դուք կարող եք նորմալացնել բիոռիթմերը և ապահովել սրտանոթային համակարգի գործունեության օպտիմալ մակարդակ։ Բայց դուք պարզապես պետք է հիշեք, թե ինչպես են զինվորները գնում մարտի: Հին ժամանակներից երգը զինվորի երթի անփոխարինելի հատկանիշն էր։

Ինֆրաձայնային և ուլտրաձայնային

Կարո՞ղ ենք մի բան անվանել, որը մենք ընդհանրապես ձայն չենք լսում: Իսկ եթե չլսե՞նք: Արդյո՞ք այս ձայները անհասանելի են որևէ մեկի կամ որևէ այլ բանի համար:

Օրինակ, 16 հերցից ցածր հաճախականությամբ հնչյունները կոչվում են ինֆրաձայն:

Ինֆրաձայնը առաձգական թրթիռներ և ալիքներ է, որոնց հաճախականությունները գտնվում են մարդկանց համար լսելի հաճախականությունների միջակայքից ցածր: Որպես կանոն, 15-4 Հց-ն ընդունվում է որպես ինֆրաձայնային տիրույթի վերին սահման; Այս սահմանումը պայմանական է, քանի որ բավարար ինտենսիվության դեպքում լսողական ընկալումը տեղի է ունենում նաև մի քանի Հց հաճախականությամբ, թեև սենսացիայի տոնային բնույթը անհետանում է, և տատանումների միայն առանձին ցիկլեր են տարբերվում: Ինֆրաձայնային հաճախականության ստորին սահմանն անորոշ է: Նրա ուսումնասիրության ներկայիս տարածքը տարածվում է մինչև մոտ 0,001 Հց: Այսպիսով, ինֆրաձայնային հաճախականությունների տիրույթը ընդգրկում է մոտ 15 օկտավա։

Ինֆրաձայնային ալիքները տարածվում են օդում և ջրում, ինչպես նաև երկրակեղևում։ Ինֆրաձայնը ներառում է նաև խոշոր կառույցների, մասնավորապես տրանսպորտային միջոցների և շենքերի ցածր հաճախականության թրթռումները:

Եվ չնայած մեր ականջները չեն «որսում» նման թրթիռները, այնուամենայնիվ, մարդը ինչ-որ կերպ ընկալում է դրանք: Միևնույն ժամանակ մենք ունենում ենք տհաճ և երբեմն անհանգստացնող սենսացիաներ։

Վաղուց նկատել են, որ որոշ կենդանիներ վտանգի զգացում են զգում շատ ավելի վաղ, քան մարդիկ։ Նրանք նախապես արձագանքում են հեռավոր փոթորկին կամ մոտալուտ երկրաշարժին։ Մյուս կողմից, գիտնականները պարզել են, որ բնության մեջ աղետալի իրադարձությունների ժամանակ տեղի է ունենում ինֆրաձայն՝ ցածր հաճախականության օդային թրթիռներ։ Սա հիմք է տվել վարկածների, որ կենդանիները, շնորհիվ իրենց սուր հոտառության, նման ազդանշաններն ավելի շուտ են ընկալում, քան մարդիկ։

Ցավոք, ինֆրաձայնը ստեղծվում է բազմաթիվ մեքենաների և արդյունաբերական կայանքների կողմից: Եթե, ասենք, դա տեղի է ունենում մեքենայում կամ ինքնաթիռում, ապա որոշ ժամանակ անց օդաչուները կամ վարորդներն անհանգստանում են, ավելի արագ են հոգնում, և դա կարող է վթարի պատճառ դառնալ։

Ինֆրաձայնային մեքենաները աղմուկ են բարձրացնում, և հետո դրանց վրա աշխատելն ավելի դժվար է: Եվ շրջապատում բոլորը դժվար ժամանակ կունենան: Ավելի լավ չէ, եթե բնակելի շենքում օդափոխությունը «բզզում է» ինֆրաձայնով։ Թվում է, թե դա անլսելի է, բայց մարդիկ նյարդայնանում են և նույնիսկ կարող են հիվանդանալ: Հատուկ «թեստը», որը պետք է անցնի ցանկացած սարք, թույլ է տալիս ազատվել ինֆրաձայնային դժբախտություններից: Եթե ​​այն «հնչում է» ինֆրաձայնային գոտում, այն մարդկանց հասանելիություն չի ստանա։

Ինչ է կոչվում շատ բարձր ձայն: Այսպիսի ճռռոց, որն անհասանելի է մեր ականջին։ Սա ուլտրաձայնային է: Ուլտրաձայնը առաձգական ալիքներ է՝ մոտավորապես (1,5 – 2) (104 Հց (15 – 20 կՀց) մինչև 109 Հց (1 ԳՀց) հաճախականությամբ, 109-ից 1012 – 1013 Հց հաճախականության ալիքների շրջանը սովորաբար կոչվում է հիպերձայն: Ըստ հաճախականության: Ուլտրաձայնային հետազոտությունը հարմար է բաժանվում 3 միջակայքի՝ ցածր հաճախականության ուլտրաձայնային (1.5 (104 - 105 Հց), միջին հաճախականության ուլտրաձայնային (105 - 107 Հց), բարձր հաճախականության ուլտրաձայնային (107 - 109 Հց): Այս միջակայքներից յուրաքանչյուրը բնութագրվում է. գեներացման, ընդունման, տարածման և կիրառման իր հատուկ բնութագրերով:

Իր ֆիզիկական բնույթով ուլտրաձայնը առաձգական ալիքներ է, և դրանով այն չի տարբերվում ձայնից, հետևաբար ձայնի և ուլտրաձայնային ալիքների միջև հաճախականության սահմանը կամայական է: Այնուամենայնիվ, ավելի բարձր հաճախականությունների և, հետևաբար, կարճ ալիքների պատճառով առաջանում են ուլտրաձայնային տարածման մի շարք առանձնահատկություններ:

Ուլտրաձայնի կարճ ալիքի երկարության պատճառով դրա բնույթը որոշվում է հիմնականում միջավայրի մոլեկուլային կառուցվածքով: Գազում և մասնավորապես օդում ուլտրաձայնը տարածվում է բարձր թուլացումով։ Հեղուկներն ու պինդները, որպես կանոն, ուլտրաձայնի լավ հաղորդիչներ են, դրանցում թուլացումը շատ ավելի քիչ է։

Մարդու ականջը ունակ չէ ընկալել ուլտրաձայնային ալիքները։ Այնուամենայնիվ, շատ կենդանիներ դա ազատորեն ընդունում են: Սրանք, ի թիվս այլ բաների, մեզ այնքան ծանոթ շներ են: Բայց, ավաղ, շները չեն կարող «հաչել» ուլտրաձայնով։ Սակայն չղջիկները և դելֆինները զարմանալի կարողություն ունեն և՛ արձակելու, և՛ ստանալու ուլտրաձայնային:

Հիպերձայնը առաձգական ալիքներ է 109-ից 1012-1013 Հց հաճախականությամբ: Իր ֆիզիկական բնույթով հիպերձայնը ոչնչով չի տարբերվում ձայնային և ուլտրաձայնային ալիքներից։ Ավելի բարձր հաճախականությունների և, հետևաբար, ավելի կարճ ալիքների երկարությունների պատճառով, քան ուլտրաձայնային դաշտում, հիպերձայնի փոխազդեցությունը միջավայրի քվազիմասնիկների հետ՝ հաղորդիչ էլեկտրոնների, ջերմային ֆոնոնների և այլնի հետ, դառնում են շատ ավելի նշանակալի: Հիպերձայնը հաճախ ներկայացվում է նաև որպես հոսք: քվազիմասնիկների՝ ֆոնոնների.

Հիպերձայնի հաճախականության տիրույթը համապատասխանում է էլեկտրամագնիսական տատանումների հաճախականություններին դեցիմետրային, սանտիմետրային և միլիմետրային տիրույթներում (այսպես կոչված՝ գերբարձր հաճախականություններ): 109 Հց հաճախականությունը օդում նորմալ մթնոլորտային ճնշման և սենյակային ջերմաստիճանի դեպքում պետք է լինի նույն աստիճանի, ինչ նույն պայմաններում օդում մոլեկուլների ազատ ուղին: Այնուամենայնիվ, առաձգական ալիքները կարող են տարածվել միջավայրում միայն այն դեպքում, եթե դրանց ալիքի երկարությունը նկատելիորեն ավելի մեծ է, քան գազերում մասնիկների ազատ ուղին կամ ավելի մեծ է, քան հեղուկների և պինդ մարմինների միջատոմային հեռավորությունները: Ուստի հիպերձայնային ալիքները չեն կարող տարածվել գազերում (մասնավորապես օդում) նորմալ մթնոլորտային ճնշման դեպքում։ Հեղուկներում հիպերձայնի թուլացումը շատ բարձր է, իսկ տարածման միջակայքը՝ կարճ։ Հիպերձայնը համեմատաբար լավ է տարածվում պինդ մարմիններում՝ միաբյուրեղներում, հատկապես ցածր ջերմաստիճաններում։ Բայց նույնիսկ նման պայմաններում հիպերձայնն ընդունակ է անցնել ընդամենը 1, առավելագույնը 15 սանտիմետր տարածություն։

Ձայնը առաձգական միջավայրերում տարածվող մեխանիկական թրթռանքներ է՝ գազեր, հեղուկներ և պինդ մարմիններ, որոնք ընկալվում են լսողության օրգանների կողմից:

Հատուկ գործիքների օգնությամբ դուք կարող եք տեսնել ձայնային ալիքների տարածումը:

Ձայնային ալիքները կարող են վնասել մարդու առողջությանը և, ընդհակառակը, օգնել բուժել հիվանդությունները, դա կախված է ձայնի տեսակից:

Պարզվում է, որ կան ձայներ, որոնք չեն ընկալվում մարդու ականջի կողմից։

Մատենագիտություն

Peryshkin A. V., Gutnik E. M. Ֆիզիկա 9-րդ դասարան

Կասյանով Վ.Ա. Ֆիզիկա 10-րդ դասարան

Leonov A. A «Ես ուսումնասիրում եմ աշխարհը» Det. հանրագիտարան։ Ֆիզիկա

Գլուխ 2. Ակուստիկ աղմուկը և դրա ազդեցությունը մարդկանց վրա

Նպատակը. Ուսումնասիրել ակուստիկ աղմուկի ազդեցությունը մարդու մարմնի վրա:

Ներածություն

Մեզ շրջապատող աշխարհը հնչյունների հրաշալի աշխարհ է: Մեր շուրջը լսվում են մարդկանց ու կենդանիների ձայները, երաժշտությունն ու քամու ձայնը, թռչունների երգը։ Մարդիկ ինֆորմացիան փոխանցում են խոսքի միջոցով և այն ընկալում լսողության միջոցով։ Կենդանիների համար ձայնը պակաս կարևոր չէ, որոշ առումներով նույնիսկ ավելի կարևոր, քանի որ նրանց լսողությունն ավելի սուր է զարգացած։

Ֆիզիկայի տեսանկյունից ձայնը մեխանիկական թրթռանքներ է, որոնք տարածվում են առաձգական միջավայրում՝ ջուր, օդ, պինդ մարմիններ և այլն: Ձայնային թրթռումները ընկալելու և դրանք լսելու մարդու կարողությունն արտացոլվում է ձայնի ուսումնասիրության անվան տակ՝ ակուստիկա: (հունարեն akustikos - լսելի, լսողական): Մեր լսողության օրգաններում ձայնի սենսացիան առաջանում է օդի ճնշման պարբերական փոփոխությունների պատճառով: Ձայնային ճնշման փոփոխության մեծ ամպլիտուդով ձայնային ալիքները մարդու ականջը ընկալում է որպես բարձր ձայներ, իսկ ձայնային ճնշման փոփոխության փոքր ամպլիտուդի դեպքում՝ որպես հանգիստ ձայներ։ Ձայնի ծավալը կախված է թրթռումների ամպլիտուդից։ Ձայնի ծավալը նույնպես կախված է դրա տեւողությունից եւ լսողի անհատական ​​հատկանիշներից։

Բարձր հաճախականության ձայնային թրթռումները կոչվում են բարձր բարձրության ձայներ, ցածր հաճախականության ձայնային թրթռումները կոչվում են ցածր բարձրության ձայներ:

Մարդու լսողության օրգաններն ունակ են ընկալելու մոտավորապես 20 Հց-ից մինչև 20000 Հց հաճախականությամբ ձայներ: 20 Հց-ից պակաս ճնշման փոփոխության հաճախականությամբ միջավայրում երկայնական ալիքները կոչվում են ինֆրաձայն, իսկ 20000 Հց-ից ավելի հաճախականությամբ՝ ուլտրաձայնային: Մարդու ականջը չի ընկալում ինֆրաձայնը և ուլտրաձայնը, այսինքն՝ չի լսում։ Հարկ է նշել, որ ձայնային տիրույթի նշված սահմանները կամայական են, քանի որ դրանք կախված են մարդկանց տարիքից և նրանց ձայնային ապարատի անհատական ​​բնութագրերից: Սովորաբար, տարիքի հետ, ընկալվող ձայների վերին հաճախականության սահմանը զգալիորեն նվազում է. որոշ տարեց մարդիկ կարող են լսել 6000 Հց-ից ոչ ավելի հաճախականությամբ ձայներ: Երեխաները, ընդհակառակը, կարող են ընկալել ձայներ, որոնց հաճախականությունը մի փոքր բարձր է 20000 Հց-ից:

Որոշ կենդանիներ լսում են 20000 Հց-ից ավելի կամ 20 Հց-ից պակաս հաճախականություններ ունեցող թրթռումներ:

Ֆիզիոլոգիական ակուստիկայի ուսումնասիրության առարկան հենց լսողության օրգանն է, նրա կառուցվածքն ու գործողությունը։ Ճարտարապետական ​​ակուստիկան ուսումնասիրում է սենյակներում ձայնի տարածումը, չափերի և ձևերի ազդեցությունը ձայնի վրա և նյութերի հատկությունները, որոնցով պատված են պատերն ու առաստաղները։ Սա վերաբերում է ձայնի լսողական ընկալմանը:

Գոյություն ունի նաև երաժշտական ​​ակուստիկա, որն ուսումնասիրում է երաժշտական ​​գործիքներն ու լավագույնս հնչելու պայմանները։ Ֆիզիկական ակուստիկան զբաղվում է հենց ձայնային թրթռումների ուսումնասիրությամբ, և վերջերս ընդունել է թրթռումները, որոնք դուրս են լսելիության սահմաններից (ուլտրակուստիկա): Այն լայնորեն օգտագործում է տարբեր մեթոդներ՝ մեխանիկական թրթռումները էլեկտրականի փոխակերպելու և հակառակը (էլեկտրաակուստիկա)։

Պատմական անդրադարձ

Հնչյունները սկսել են ուսումնասիրվել հին ժամանակներում, քանի որ մարդկանց բնորոշ է հետաքրքրությունը ամեն նորի նկատմամբ։ Առաջին ակուստիկ դիտարկումները կատարվել են մ.թ.ա 6-րդ դարում։ Պյութագորասը կապ հաստատեց ձայնի բարձրության և երկար լարերի կամ խողովակի միջև, որն արտադրում է ձայնը։

Ք.ա. 4-րդ դարում Արիստոտելն առաջինն էր, ով ճիշտ հասկացավ, թե ինչպես է ձայնը տարածվում օդում: Նա ասաց, որ հնչող մարմինն առաջացնում է օդի սեղմում և հազվադեպություն, նա բացատրեց արձագանքը խոչընդոտներից ձայնի արտացոլմամբ։

15-րդ դարում Լեոնարդո դա Վինչին ձևակերպեց տարբեր աղբյուրներից ձայնային ալիքների անկախության սկզբունքը։

1660 թվականին Ռոբերտ Բոյլի փորձերը ապացուցեցին, որ օդը ձայնի հաղորդիչ է (ձայնը չի տարածվում վակուումում)։

1700-1707 թթ Ջոզեֆ Սավուրի հուշերը ակուստիկայի վերաբերյալ հրատարակվել են Փարիզի գիտությունների ակադեմիայի կողմից։ Այս հուշագրության մեջ Սեյվուրը ուսումնասիրում է երգեհոն դիզայներներին քաջ հայտնի մի երևույթ. եթե երգեհոնի երկու խողովակները միաժամանակ երկու ձայն են տալիս, միայն թեթևակի տարբեր բարձրությամբ, ապա լսվում են ձայնի պարբերական ուժեղացումներ, որոնք նման են թմբուկի պտույտին: . Սավուրը բացատրեց այս երեւույթը երկու հնչյունների թրթռումների պարբերական համընկնմամբ։ Եթե, օրինակ, երկու հնչյուններից մեկը համապատասխանում է վայրկյանում 32 թրթիռի, իսկ մյուսը համապատասխանում է 40 թրթիռի, ապա առաջին ձայնի չորրորդ թրթիռի ավարտը համընկնում է երկրորդ ձայնի հինգերորդ թրթիռի ավարտի հետ և հետևաբար. ձայնը ուժեղանում է. Օրգան խողովակներից Սեյվուրը անցավ լարային թրթռումների փորձարարական ուսումնասիրությանը, դիտարկելով թրթռումների հանգույցներն ու հակահանգույցները (այս անունները, որոնք դեռևս գոյություն ունեն գիտության մեջ, ներմուծվել են նրա կողմից), ինչպես նաև նկատեց, որ երբ լարը հուզվում է, դրա հետ մեկտեղ. հիմնական նոտա, հնչում են այլ նոտաներ, որոնց երկարությամբ ալիքներն են ½, 1/3, ¼,: հիմնականից։ Նա այս նոտաներն անվանեց ամենաբարձր ներդաշնակ հնչերանգներ, և այս անունը վիճակված էր մնալ գիտության մեջ։ Ի վերջո, Սեյվուրն առաջինն էր, ով փորձեց որոշել թրթռումները որպես հնչյուններ ընկալելու սահմանը. ցածր ձայների համար նա նշել է վայրկյանում 25 թրթռման սահման, իսկ բարձր հնչյունների համար՝ 12800: Այնուհետև Նյուտոնը, հիմնվելով Սավուրի այս փորձարարական աշխատանքների վրա: , տվել է ձայնի ալիքի երկարության առաջին հաշվարկը և եկել այն եզրակացության, որն այժմ հայտնի է ֆիզիկայում, որ ցանկացած բաց խողովակի համար արձակված ձայնի ալիքի երկարությունը հավասար է խողովակի երկարության կրկնակիին։

Ձայնի աղբյուրները և դրանց բնույթը

Բոլոր ձայների ընդհանուր բանն այն է, որ դրանք առաջացնող մարմինները, այսինքն՝ ձայնի աղբյուրները, թրթռում են: Բոլորին ծանոթ են հնչյունները, որոնք առաջանում են թմբուկի վրա ձգված կաշվի շարժումից, ծովային ալիքների ալիքներից և քամուց օրորվող ճյուղերից: Նրանք բոլորը տարբերվում են միմյանցից։ Յուրաքանչյուր առանձին ձայնի «գունավորումը» խստորեն կախված է այն շարժումից, որի պատճառով այն առաջանում է: Այսպիսով, եթե թրթռումային շարժումը չափազանց արագ է, ձայնը պարունակում է բարձր հաճախականության թրթռումներ: Ավելի քիչ արագ տատանողական շարժումը առաջացնում է ավելի ցածր հաճախականության ձայն: Տարբեր փորձեր ցույց են տալիս, որ ցանկացած ձայնային աղբյուր անպայմանորեն թրթռում է (չնայած հաճախ այդ թրթռումները աչքի համար նկատելի չեն): Օրինակ՝ մարդկանց և շատ կենդանիների ձայների ձայներն առաջանում են նրանց ձայնալարերի թրթռումների, փողային երաժշտական ​​գործիքների ձայնի, ծովահարի ձայնի, քամու սուլոցի և ամպրոպի արդյունքում։ օդային զանգվածների թրթռումներով։

Բայց ամեն տատանվող մարմին չէ, որ ձայնի աղբյուր է։ Օրինակ, թելի կամ զսպանակի վրա կախված տատանվող կշիռը ձայն չի հանում։

Հաճախականությունը, որով տատանումները կրկնվում են, չափվում է հերցով (կամ ցիկլեր մեկ վայրկյանում); 1Հց-ը նման պարբերական տատանման հաճախականությունն է, պարբերությունը 1 վ է։ Նկատի ունեցեք, որ հաճախականությունը այն հատկությունն է, որը թույլ է տալիս մեզ տարբերել մի ձայնը մյուսից:

Հետազոտությունները ցույց են տվել, որ մարդու ականջը ունակ է որպես ձայնային մեխանիկական թրթռումներ ընկալել մարմինների, որոնք տեղի են ունենում 20 Հց-ից մինչև 20000 Հց հաճախականությամբ: Շատ արագ, ավելի քան 20,000 Հց կամ շատ դանդաղ, 20 Հց-ից պակաս, ձայնային թրթիռներով մենք չենք լսում: Այդ իսկ պատճառով մեզ անհրաժեշտ են հատուկ գործիքներ՝ ձայներ ձայնագրելու համար, որոնք գտնվում են մարդու ականջի կողմից ընկալվող հաճախականությունների միջակայքից դուրս:

Եթե ​​տատանողական շարժման արագությունը որոշում է ձայնի հաճախականությունը, ապա դրա մեծությունը (սենյակի չափը) որոշում է ծավալը։ Եթե ​​նման անիվը պտտվում է մեծ արագությամբ, ապա բարձր հաճախականության տոն կհայտնվի, իսկ ավելի դանդաղ պտույտը կստեղծի ավելի ցածր հաճախականության տոն: Ընդ որում, որքան փոքր են անիվի ատամները (ինչպես ցույց է տալիս կետագծը), այնքան թույլ է ձայնը, և որքան մեծ են ատամները, այսինքն՝ որքան նրանք ստիպում են ափսեին շեղվել, այնքան ավելի բարձր է ձայնը։ Այսպիսով, մենք կարող ենք նշել ձայնի մեկ այլ հատկանիշ՝ դրա ծավալը (ինտենսիվությունը):

Հնարավոր չէ չնշել ձայնի այնպիսի հատկություն, ինչպիսին որակն է։ Որակը սերտորեն կապված է կառուցվածքի հետ, որը կարող է տատանվել չափազանց բարդից մինչև չափազանց պարզ: Ռեզոնատորով ապահովված թյունինգ պատառաքաղի տոնն ունի շատ պարզ կառուցվածք, քանի որ այն պարունակում է միայն մեկ հաճախականություն, որի արժեքը կախված է բացառապես կարգավորիչի դիզայնից: Այս դեպքում թյունինգ պատառաքաղի ձայնը կարող է լինել և՛ ուժեղ, և՛ թույլ:

Հնարավոր է բարդ հնչյուններ ստեղծել, ուստի, օրինակ, շատ հաճախականություններ պարունակում են երգեհոնի ակորդի ձայն։ Նույնիսկ մանդոլինի լարերի ձայնը բավականին բարդ է։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ ձգված լարը թրթռում է ոչ միայն հիմնականի հետ (ինչպես թյունինգ պատառաքաղ), այլև այլ հաճախականություններով։ Նրանք առաջացնում են լրացուցիչ հնչերանգներ (ներդաշնակություն), որոնց հաճախականությունը մի ամբողջ թիվ է, քան հիմնական տոնի հաճախականությունը։

Հաճախականության հայեցակարգը տեղին չէ կիրառել աղմուկի վրա, չնայած մենք կարող ենք խոսել դրա հաճախականությունների որոշ տարածքների մասին, քանի որ դրանք են, որ տարբերում են մեկ աղմուկը մյուսից: Աղմուկի սպեկտրն այլևս չի կարող ներկայացվել մեկ կամ մի քանի տողերով, ինչպես մոնոխրոմատիկ ազդանշանի կամ շատ ներդաշնակություն պարունակող պարբերական ալիքի դեպքում։ Այն պատկերված է որպես ամբողջ շերտ

Որոշ հնչյունների հաճախականության կառուցվածքը, հատկապես երաժշտական, այնպիսին է, որ բոլոր հնչյունները ներդաշնակ են հիմնական տոնի նկատմամբ. Նման դեպքերում հնչյուններն ունեն բարձրություն (որոշվում է հիմնական տոնի հաճախականությամբ): Հնչյունների մեծ մասը այնքան էլ մեղեդային չեն, նրանք չունեն երաժշտական ​​հնչյուններին բնորոշ հաճախականությունների միջև ամբողջ թվային կապ: Այս հնչյունները կառուցվածքով նման են աղմուկին: Ուստի, ամփոփելու համար ասվածը, կարող ենք ասել, որ ձայնը բնութագրվում է ծավալով, որակով և բարձրությամբ։

Ի՞նչ է տեղի ունենում ձայնի հետ այն հայտնվելուց հետո: Ինչպե՞ս է այն հասնում մեր ականջին, օրինակ: Ինչպե՞ս է այն բաշխվում:

Մենք ձայնն ընկալում ենք ականջով։ Հնչող մարմնի (ձայնի աղբյուրի) և ականջի (ձայնի ընդունիչի) միջև կա մի նյութ, որը ձայնային թրթռումները փոխանցում է ձայնի աղբյուրից դեպի ընդունիչ։ Ամենից հաճախ այս նյութը օդ է: Ձայնը չի կարող շարժվել անօդ տարածության մեջ: Ճիշտ այնպես, ինչպես ալիքները չեն կարող գոյություն ունենալ առանց ջրի: Փորձերը հաստատում են այս եզրակացությունը: Դիտարկենք դրանցից մեկը. Օդային պոմպի զանգի տակ դրեք զանգ և միացրեք այն: Այնուհետև նրանք սկսում են դուրս մղել օդը: Քանի որ օդը նոսրանում է, ձայնը դառնում է լսելի ավելի ու ավելի թույլ և, վերջապես, գրեթե ամբողջությամբ անհետանում է: Երբ նորից սկսում եմ օդ բաց թողնել զանգի տակ, զանգի ձայնը նորից լսելի է դառնում։

Իհարկե, ձայնը տարածվում է ոչ միայն օդում, այլ նաև այլ մարմիններում: Սա կարող է ստուգվել նաև փորձարարական եղանակով: Նույնիսկ սեղանի մի ծայրում ընկած գրպանի ժամացույցի թթխկթխկթի նման թույլ ձայնը հստակ լսվում է, երբ ականջը դնում ենք սեղանի մյուս ծայրին:

Հայտնի է, որ ձայնը փոխանցվում է երկար հեռավորությունների վրա գետնի վրայով և հատկապես երկաթուղային ռելսերով։ Ձեր ականջը երկաթուղու կամ գետնին դնելով, դուք կարող եք լսել հեռահար գնացքի կամ արշավող ձիու թափառաշրջիկի ձայնը։

Եթե ​​մենք քարին հարվածենք քարին ջրի տակ, ապա հստակ կլսենք հարվածի ձայնը։ Հետևաբար, ձայնը նույնպես շարժվում է ջրի մեջ: Ձկները ափին լսում են մարդկանց ոտնաձայներն ու ձայները, դա լավ գիտեն ձկնորսներին։

Փորձերը ցույց են տալիս, որ տարբեր պինդ մարմինները տարբեր կերպ են վարում ձայնը: Էլաստիկ մարմինները ձայնի լավ հաղորդիչներ են: Մետաղների, փայտի, գազերի և հեղուկների մեծ մասը առաձգական մարմիններ են և, հետևաբար, լավ փոխանցում են ձայնը:

Փափուկ և ծակոտկեն մարմինները ձայնի վատ հաղորդիչներ են: Երբ, օրինակ, ժամացույցը գրպանում է, այն շրջապատված է փափուկ գործվածքով, և մենք չենք լսում նրա տկտկոցը։

Ի դեպ, պինդ մարմիններում ձայնի տարածումը կապված է այն բանի հետ, որ գլխարկի տակ դրված զանգի փորձը երկար ժամանակ այնքան էլ համոզիչ չէր թվում։ Բանն այն է, որ փորձարարները բավականաչափ լավ չեն մեկուսացրել զանգը, և ձայնը լսվում էր նույնիսկ այն ժամանակ, երբ գլխարկի տակ օդ չկար, քանի որ թրթռումները փոխանցվում էին ինստալացիայի տարբեր միացումների միջոցով։

1650 թվականին Աթանասիուս Կիրխերը և Օտտո Հյուկեն, հիմնվելով զանգի փորձի վրա, եզրակացրին, որ օդը անհրաժեշտ չէ ձայնի տարածման համար։ Եվ միայն տասը տարի անց Ռոբերտ Բոյլը համոզիչ կերպով ապացուցեց հակառակը։ Օդում ձայնը, օրինակ, փոխանցվում է երկայնական ալիքներով, այսինքն՝ ձայնի աղբյուրից եկող օդի փոփոխվող խտացումներով և հազվադեպությամբ: Բայց քանի որ մեզ շրջապատող տարածությունը, ի տարբերություն ջրի երկչափ մակերեսի, եռաչափ է, ապա ձայնային ալիքները տարածվում են ոչ թե երկու, այլ երեք ուղղություններով՝ տարբերվող գնդերի տեսքով։

Ձայնային ալիքները, ինչպես ցանկացած այլ մեխանիկական ալիք, տարածվում են ոչ թե ակնթարթորեն, այլ որոշակի արագությամբ: Ամենապարզ դիտարկումները թույլ են տալիս ստուգել դա։ Օրինակ, ամպրոպի ժամանակ մենք սկզբում տեսնում ենք կայծակ և միայն որոշ ժամանակ անց լսում որոտը, թեև օդի թրթռումները, որոնք մենք ընկալում ենք որպես ձայն, տեղի են ունենում միաժամանակ կայծակի բռնկման հետ: Փաստն այն է, որ լույսի արագությունը շատ մեծ է (300,000 կմ/վ), ուստի կարելի է ենթադրել, որ բռնկում ենք տեսնում այն ​​պահին, երբ այն տեղի է ունենում։ Իսկ կայծակի հետ միաժամանակ գոյացած ամպրոպի ձայնը բավական նկատելի ժամանակ է պահանջում, որպեսզի մենք անցնենք իր ծագման վայրից մինչև գետնին կանգնած դիտորդի հեռավորությունը: Օրինակ, եթե մենք ամպրոպ ենք լսում կայծակ տեսնելուց ավելի քան 5 վայրկյան անց, կարող ենք եզրակացնել, որ ամպրոպը մեզնից առնվազն 1,5 կմ հեռավորության վրա է։ Ձայնի արագությունը կախված է այն միջավայրի հատկություններից, որոնցով անցնում է ձայնը: Գիտնականները մշակել են տարբեր մեթոդներ ցանկացած միջավայրում ձայնի արագությունը որոշելու համար։

Ձայնի արագությունը և դրա հաճախականությունը որոշում են ալիքի երկարությունը: Դիտելով ալիքները լճակում, մենք նկատում ենք, որ ճառագայթող շրջանակները երբեմն ավելի փոքր են, երբեմն ավելի մեծ, այլ կերպ ասած՝ ալիքների գագաթների կամ ալիքների միջանցքների միջև հեռավորությունը կարող է տարբեր լինել՝ կախված դրանք ստեղծած օբյեկտի չափից: Ձեռքը ջրի մակերևույթից բավական ցածր պահելով, մենք կարող ենք զգալ մեր կողքով անցնող յուրաքանչյուր շաղ տալ: Որքան մեծ է իրար հաջորդող ալիքների միջև եղած հեռավորությունը, այնքան ավելի քիչ հաճախ դրանց գագաթները կդիպչեն մեր մատներին: Այս պարզ փորձը թույլ է տալիս եզրակացնել, որ ջրի մակերևույթի վրա ալիքների դեպքում ալիքի տարածման տվյալ արագության դեպքում ավելի բարձր հաճախականությունը համապատասխանում է ալիքի գագաթների միջև ավելի փոքր հեռավորությանը, այսինքն՝ ավելի կարճ ալիքներին և, ընդհակառակը, ավելի ցածր հաճախականությունը համապատասխանում է ավելի երկար ալիքներին:

Նույնը վերաբերում է ձայնային ալիքներին: Այն փաստը, որ ձայնային ալիքն անցնում է տարածության որոշակի կետով, կարելի է դատել այս պահին ճնշման փոփոխությամբ: Այս փոփոխությունը ամբողջությամբ կրկնում է ձայնի աղբյուրի մեմբրանի թրթռումը։ Մարդը ձայն է լսում, քանի որ ձայնային ալիքը տարբեր ճնշում է գործադրում նրա ականջի թմբկաթաղանթի վրա։ Հենց որ ձայնային ալիքի գագաթը (կամ բարձր ճնշման տարածքը) հասնում է մեր ականջին: Մենք զգում ենք ճնշումը։ Եթե ​​ձայնային ալիքի բարձր ճնշման տարածքները բավական արագ հաջորդում են միմյանց, ապա մեր ականջի թմբկաթաղանթը արագ թրթռում է: Եթե ​​ձայնային ալիքի գագաթները զգալիորեն հետ են մնում միմյանցից, ապա թմբկաթաղանթը շատ ավելի դանդաղ կթրթռա։

Օդի մեջ ձայնի արագությունը զարմանալիորեն հաստատուն արժեք է: Մենք արդեն տեսանք, որ ձայնի հաճախականությունը ուղղակիորեն կապված է ձայնային ալիքի գագաթների միջև եղած հեռավորության հետ, այսինքն՝ որոշակի հարաբերություն կա ձայնի հաճախականության և ալիքի երկարության միջև։ Մենք կարող ենք արտահայտել այս հարաբերությունը հետևյալ կերպ. ալիքի երկարությունը հավասար է արագության՝ բաժանված հաճախականության վրա։ Մեկ այլ ձևով կարելի է ասել, որ ալիքի երկարությունը հակադարձ համեմատական ​​է հաճախականությանը, իսկ համաչափության գործակիցը հավասար է ձայնի արագությանը:

Ինչպե՞ս է ձայնը դառնում լսելի: Երբ ձայնային ալիքները մտնում են ականջի ջրանցք, դրանք թրթռում են թմբկաթաղանթը, միջին ականջը և ներքին ականջը: Մտնելով կոխլեան լցնող հեղուկը՝ օդային ալիքները ազդում են Կորտիի օրգանի ներսում գտնվող մազերի բջիջների վրա։ Լսողական նյարդը այդ ազդակները փոխանցում է ուղեղ, որտեղ դրանք վերածվում են ձայների։

Աղմուկի չափում

Աղմուկը տհաճ կամ անցանկալի ձայն է, կամ հնչյունների մի շարք, որոնք խանգարում են օգտակար ազդանշանների ընկալմանը, խախտում են լռությունը, վնասակար կամ գրգռիչ ազդեցություն են թողնում մարդու մարմնի վրա՝ նվազեցնելով դրա կատարումը:

Աղմկոտ վայրերում շատերն ունենում են աղմուկի հիվանդության ախտանիշներ՝ նյարդային գրգռվածության բարձրացում, հոգնածություն, արյան բարձր ճնշում:

Աղմուկի մակարդակը չափվում է միավորներով,

Ճնշման ձայների աստիճանի արտահայտում, դեցիբել: Այս ճնշումը անսահմանորեն չի ընկալվում։ 20-30 դԲ աղմուկի մակարդակը գործնականում անվնաս է մարդկանց համար. սա բնական ֆոնային աղմուկ է: Ինչ վերաբերում է բարձր ձայներին, ապա այստեղ թույլատրելի սահմանը մոտավորապես 80 դԲ է: 130 դԲ ձայնն արդեն ցավ է պատճառում մարդուն, իսկ 150-ը նրա համար դառնում է անտանելի։

Ակուստիկ աղմուկը տարբեր ֆիզիկական բնույթի պատահական ձայնային թրթռանքներ է, որոնք բնութագրվում են առատության և հաճախականության պատահական փոփոխություններով:

Երբ տարածվում է ձայնային ալիքը, որը բաղկացած է օդի խտացումներից և նոսրացումներից, թմբկաթաղանթի վրա ճնշումը փոխվում է։ Ճնշման միավորը 1 Ն/մ2 է, իսկ ձայնային հզորությունը՝ 1 Վտ/մ2:

Լսողության շեմը ձայնի նվազագույն ծավալն է, որը մարդը ընկալում է: Տարբեր մարդկանց մոտ այն տարբեր է, և հետևաբար, պայմանականորեն, լսողության շեմը համարվում է ձայնային ճնշում, որը հավասար է 2x10"5 Ն/մ2 1000 Հց հաճախականությամբ, որը համապատասխանում է 10"12 Վտ/մ2 հզորությանը: Հենց այս արժեքներով է համեմատվում չափված ձայնը:

Օրինակ՝ ռեակտիվ ինքնաթիռի թռիչքի ժամանակ շարժիչների ձայնային հզորությունը 10 Վտ/մ2 է, այսինքն՝ այն գերազանցում է շեմը 1013 անգամ։ Անհարմար է նման մեծ թվերով գործել։ Տարբեր բարձրության հնչյունների մասին ասում են, որ մեկը մյուսից բարձր է ոչ այնքան, որքան շատ միավորներով։ Բարձրաձայնության միավորը կոչվում է Բել - հեռախոսի գյուտարար Ա. Բելի (1847-1922) անունով: Բարձրությունը չափվում է դեցիբելներով՝ 1 դԲ = 0,1 Բ (Բել): Տեսողական ներկայացում, թե ինչպես են կապված ձայնի ինտենսիվությունը, ձայնի ճնշումը և ձայնի մակարդակը:

Ձայնի ընկալումը կախված է ոչ միայն դրա քանակական բնութագրերից (ճնշում և հզորություն), այլև դրա որակից՝ հաճախականությունից։

Նույն ձայնը տարբեր հաճախականություններում տարբերվում է ծավալով:

Որոշ մարդիկ չեն կարող լսել բարձր հաճախականության ձայներ: Այսպիսով, տարեց մարդկանց մոտ ձայնի ընկալման վերին սահմանը նվազում է մինչև 6000 Հց։ Նրանք չեն լսում, օրինակ, մոծակի ճռռոցը կամ ծղրիդի տրիլը, որոնք արտադրում են մոտ 20000 Հց հաճախականությամբ ձայներ։

Հայտնի անգլիացի ֆիզիկոս Դ. Թինդալը նկարագրում է ընկերոջ հետ իր զբոսանքներից մեկը հետևյալ կերպ. «Ճանապարհի երկու կողմի մարգագետինները լցված էին միջատներով, որոնք ականջներիս օդը լցրեցին իրենց սուր բզզոցով, բայց ընկերս չլսեց. սրանից որևէ մեկը՝ միջատների երաժշտությունը դուրս էր թռչում նրա լսողության սահմաններից»։

Աղմուկի մակարդակները

Բարձրությունը՝ ձայնի էներգիայի մակարդակը, չափվում է դեցիբելներով: Շշուկը հավասար է մոտավորապես 15 դԲ-ի, ձայների խշշոցը ուսանողական դասարանում հասնում է մոտավորապես 50 դԲ-ի, իսկ փողոցային աղմուկը ծանր երթևեկության ժամանակ մոտավորապես 90 դԲ է: 100 դԲ-ից բարձր ձայները կարող են անտանելի լինել մարդու ականջի համար: Մոտ 140 դԲ ձայները (օրինակ՝ օդ բարձրացող ինքնաթիռի ձայնը) կարող են ցավոտ լինել ականջի համար և վնասել թմբկաթաղանթը:

Մարդկանց մեծամասնության համար լսողության սրությունը նվազում է տարիքի հետ: Դա բացատրվում է նրանով, որ ականջի ոսկորները կորցնում են իրենց սկզբնական շարժունակությունը, ուստի թրթռումները չեն փոխանցվում ներքին ականջին։ Բացի այդ, ականջի վարակները կարող են վնասել թմբկաթաղանթը և բացասաբար ազդել ոսկրերի աշխատանքի վրա: Լսողության հետ կապված որևէ խնդիր ունենալու դեպքում պետք է անհապաղ դիմել բժշկի: Խլության որոշ տեսակներ առաջանում են ներքին ականջի կամ լսողական նյարդի վնասման հետևանքով: Լսողության կորուստը կարող է առաջանալ նաև անընդհատ աղմուկի ազդեցության պատճառով (օրինակ, գործարանի հատակում) կամ հանկարծակի և շատ բարձր ձայնի պոռթկումներից: Անձնական ստերեո նվագարկիչներ օգտագործելիս պետք է շատ զգույշ լինել, քանի որ չափից ավելի ձայնը կարող է նաև խուլության պատճառ դառնալ:

Թույլատրելի աղմուկը տարածքում

Ինչ վերաբերում է աղմուկի մակարդակին, ապա հարկ է նշել, որ օրենսդրության տեսանկյունից նման հայեցակարգը ժամանակավոր և չկարգավորված չէ: Այսպիսով, Ուկրաինայում դեռևս գործում են բնակելի և հասարակական շենքերում և բնակելի թաղամասերում թույլատրելի աղմուկի սանիտարական ստանդարտները, որոնք ընդունվել են դեռևս ԽՍՀՄ-ի ժամանակներում: Համաձայն այս փաստաթղթի, բնակելի տարածքներում աղմուկի մակարդակը չպետք է գերազանցի 40 դբ ցերեկը և 30 դԲ գիշերը (ժամը 22:00-ից մինչև 8:00):

Հաճախ աղմուկը կրում է կարևոր տեղեկատվություն: Մեքենաների կամ մոտոցիկլետների մրցարշավորդը ուշադիր լսում է շարժիչի, շասսիի և շարժվող մեքենայի այլ մասերի ձայները, քանի որ ցանկացած կողմնակի աղմուկ կարող է վթարի նախանշան լինել: Աղմուկը զգալի դեր է խաղում ակուստիկայի, օպտիկայի, համակարգչային տեխնիկայի և բժշկության մեջ:

Ի՞նչ է աղմուկը: Այն հասկացվում է որպես տարբեր ֆիզիկական բնույթի պատահական բարդ թրթռումներ:

Աղմուկի խնդիրը վաղուց էր: Արդեն հին ժամանակներում սալաքար փողոցների վրա անիվների ձայնը շատերի մոտ անքնություն էր առաջացնում։

Իսկ գուցե խնդիրն ավելի շուտ է ծագել, երբ քարանձավի հարեւանները սկսել են վիճաբանել, քանի որ նրանցից մեկը քարե դանակ կամ կացին պատրաստելիս շատ ուժեղ թակում էր։

Շրջակա միջավայրի աղմուկի աղտոտվածությունը անընդհատ աճում է։ Եթե ​​1948 թվականին մեծ քաղաքների բնակիչներին հարցումներ կատարելիս հարցվածների 23%-ը դրական է պատասխանել այն հարցին, թե արդյոք իրենց բնակարանում աղմուկն անհանգստացնում է նրանց, ապա 1961 թվականին այդ ցուցանիշն արդեն 50% էր։ Վերջին տասնամյակում քաղաքներում աղմուկի մակարդակն աճել է 10-15 անգամ։

Աղմուկը ձայնի տեսակ է, թեև այն հաճախ անվանում են «անցանկալի ձայն»։ Միաժամանակ, ըստ մասնագետների, տրամվայի աղմուկը գնահատվում է 85-88 դԲ, տրոլեյբուսի՝ 71 դԲ, 220 ձիաուժից ավելի շարժիչի հզորությամբ ավտոբուսի: Հետ. - 92 դԲ, 220 լ-ից պակաս: Հետ. - 80-85 դԲ:

Օհայոյի նահանգի համալսարանի գիտնականները եկել են այն եզրակացության, որ մարդիկ, ովքեր պարբերաբար ենթարկվում են բարձր ձայների, 1,5 անգամ ավելի հավանական է, քան մյուսները զարգացնեն ակուստիկ նեյրոմա:

Ակուստիկ նեյրոման բարորակ ուռուցք է, որն առաջացնում է լսողության կորուստ: Գիտնականները հետազոտել են ակուստիկ նեյրոմայով 146 հիվանդի և 564 առողջ մարդու։ Նրանց բոլորին հարցրել են, թե որքան հաճախ են հանդիպում առնվազն 80 դեցիբել բարձր ձայների (երթևեկության աղմուկ): Հարցաթերթիկը հաշվի է առել տեխնիկայի, շարժիչների, երաժշտության, երեխաների ճիչերի աղմուկը, աղմուկը սպորտային միջոցառումների ժամանակ, բարերում և ռեստորաններում: Հետազոտության մասնակիցներին նաև հարցրել են, թե արդյոք նրանք օգտագործում են լսողության պաշտպանության սարքեր: Նրանք, ովքեր պարբերաբար բարձր երաժշտություն էին լսում, ակուստիկ նեյրոմայի առաջացման վտանգը 2,5 անգամ ավելի մեծ էր:

Տեխնիկական աղմուկի ենթարկվածների համար՝ 1,8 անգամ: Այն մարդկանց համար, ովքեր պարբերաբար լսում են երեխաների ճիչերը, մարզադաշտերում, ռեստորաններում կամ բարերում աղմուկը 1,4 անգամ ավելի բարձր է: Լսողության պաշտպանություն կրելիս ակուստիկ նեյրոմայի առաջացման վտանգը ավելի մեծ չէ, քան այն մարդկանց մոտ, ովքեր ընդհանրապես չեն ենթարկվում աղմուկի:

Ակուստիկ աղմուկի ազդեցությունը մարդկանց վրա

Ակուստիկ աղմուկի ազդեցությունը մարդկանց վրա տատանվում է.

Ա Վնասակար

Աղմուկը հանգեցնում է բարորակ ուռուցքի զարգացմանը

Երկարատև աղմուկը բացասաբար է ազդում լսողության օրգանի վրա՝ ձգելով թմբկաթաղանթը, դրանով իսկ նվազեցնելով ձայնի նկատմամբ զգայունությունը։ Դա հանգեցնում է սրտի և լյարդի աշխատանքի խանգարմանը, ինչպես նաև նյարդային բջիջների հյուծմանը և գերլարմանը: Բարձր հզորության ձայներն ու աղմուկները ազդում են լսողական սարքի, նյարդային կենտրոնների վրա և կարող են ցավ և ցնցում առաջացնել: Ահա թե ինչպես է աշխատում աղմուկի աղտոտումը.

Արհեստական, տեխնածին ձայներ. Դրանք բացասաբար են ազդում մարդու նյարդային համակարգի վրա։ Քաղաքի ամենավնասակար աղմուկներից մեկը հիմնական մայրուղիներում ավտոմոբիլների աղմուկն է: Այն գրգռում է նյարդային համակարգը, ուստի մարդուն տանջում է անհանգստությունը և հոգնածություն է զգում։

B. Բարենպաստ

Օգտակար հնչյունները ներառում են տերևների աղմուկը: Ալիքների շաղ տալը հանգստացնող ազդեցություն է ունենում մեր հոգեկանի վրա։ Տերեւների հանդարտ խշշոցը, առվակի խշշոցը, ջրի թեթև ցայտյունը և ճամփորդության ձայնը միշտ հաճելի են մարդուն: Նրանք հանգստացնում են նրան և հանում սթրեսը։

C. Դեղորայքային

Բնության ձայները օգտագործող մարդկանց վրա թերապևտիկ ազդեցությունը առաջացել է բժիշկների և կենսաֆիզիկոսների շրջանում, ովքեր աշխատել են տիեզերագնացների հետ դեռևս 20-րդ դարի 80-ականների սկզբին: Հոգեթերապևտիկ պրակտիկայում բնական աղմուկներն օգտագործվում են որպես օգնություն տարբեր հիվանդությունների բուժման համար։ Հոգեթերապևտներն օգտագործում են նաև այսպես կոչված «սպիտակ աղմուկը»: Սա մի տեսակ ֆշշոց է, որը անորոշ կերպով հիշեցնում է ալիքների ձայնն առանց ջրի շիթերի: Բժիշկները կարծում են, որ «սպիտակ աղմուկը» հանգստացնում և հանգստացնում է ձեզ:

Աղմուկի ազդեցությունը մարդու մարմնի վրա

Բայց արդյո՞ք միայն լսողության օրգաններն են ազդում աղմուկի վրա:

Ուսանողներին խրախուսվում է պարզել՝ կարդալով հետևյալ պնդումները.

1. Աղմուկը վաղաժամ ծերացում է առաջացնում։ Հարյուրից երեսուն դեպքում աղմուկը մեծ քաղաքներում մարդկանց կյանքի տեւողությունը նվազեցնում է 8-12 տարով։

2. Յուրաքանչյուր երրորդ կին և ամեն չորրորդ տղամարդը տառապում են նևրոզներից, որոնք առաջանում են աղմուկի մակարդակի բարձրացումից։

3. Հիվանդություններ, ինչպիսիք են գաստրիտը, ստամոքսի և աղիների խոցը, առավել հաճախ հանդիպում են աղմկոտ միջավայրում ապրող և աշխատող մարդկանց մոտ: Փոփ երաժիշտների համար ստամոքսի խոցը մասնագիտական ​​հիվանդություն է։

4. Բավականաչափ ուժեղ աղմուկը 1 րոպե հետո կարող է փոփոխություններ առաջացնել ուղեղի էլեկտրական ակտիվության մեջ, որը նման է ուղեղի էլեկտրական ակտիվությանը էպիլեպսիայով հիվանդների մոտ։

5. Աղմուկը ճնշում է նյարդային համակարգը, հատկապես, երբ այն կրկնվում է։

6. Աղմուկի ազդեցության տակ նկատվում է շնչառության հաճախականության ու խորության համառ նվազում։ Երբեմն հայտնվում են սրտի առիթմիա և հիպերտոնիա։

7. Աղմուկի ազդեցությամբ փոխվում է ածխաջրերի, ճարպերի, սպիտակուցների, աղի նյութափոխանակությունը, որն արտահայտվում է արյան կենսաքիմիական կազմի փոփոխությամբ (արյան շաքարի մակարդակը նվազում է)։

Ավելորդ աղմուկը (80 դԲ-ից բարձր) ազդում է ոչ միայն լսողության օրգանների, այլև այլ օրգանների և համակարգերի վրա (շրջանառություն, մարսողական, նյարդային և այլն), կենսական գործընթացները խաթարվում են, էներգետիկ նյութափոխանակությունը սկսում է գերակշռել պլաստիկ նյութափոխանակությանը, ինչը հանգեցնում է վաղաժամ ծերացման։ մարմնից.

ԱՂՄՈՒԿԻ ԽՆԴԻՐ

Մեծ քաղաքը միշտ ուղեկցվում է երթեւեկության աղմուկով։ Վերջին 25-30 տարիների ընթացքում աշխարհի խոշոր քաղաքներում աղմուկն աճել է 12-15 դԲ-ով (այսինքն՝ աղմուկի ծավալն աճել է 3-4 անգամ): Եթե ​​քաղաքի ներսում կա օդանավակայան, ինչպես դա տեղի է ունենում Մոսկվայում, Վաշինգտոնում, Օմսկում և մի շարք այլ քաղաքներում, ապա դա հանգեցնում է ձայնային խթանների առավելագույն թույլատրելի մակարդակի բազմակի գերազանցման։

Եվ այնուամենայնիվ, ճանապարհային տրանսպորտը քաղաքում աղմուկի առաջատար աղբյուրն է: Հենց դա էլ քաղաքների գլխավոր փողոցներում ձայնաչափի սանդղակի վրա առաջացնում է մինչև 95 դԲ աղմուկ։ Մայրուղու նայող փակ պատուհաններով կենդանի սենյակներում աղմուկի մակարդակը միայն 10-15 դԲ-ով ցածր է, քան փողոցում:

Մեքենաների աղմուկը կախված է բազմաթիվ պատճառներից՝ մեքենայի մակնիշից, սպասարկման հնարավորությունից, արագությունից, ճանապարհի մակերեսի որակից, շարժիչի հզորությունից և այլն։ Շարժիչի աղմուկը կտրուկ մեծանում է, երբ այն գործարկվում և տաքանում է։ Երբ մեքենան շարժվում է առաջին արագությամբ (մինչև 40 կմ/ժ), շարժիչի աղմուկը 2 անգամ ավելի բարձր է, քան երկրորդ արագության ժամանակ առաջացած աղմուկը։ Երբ մեքենան կտրուկ արգելակում է, աղմուկը նույնպես զգալիորեն մեծանում է։

Բացահայտվել է մարդու օրգանիզմի վիճակի կախվածությունը շրջակա միջավայրի աղմուկի մակարդակից։ Նշվել են աղմուկի հետևանքով առաջացած կենտրոնական նյարդային և սրտանոթային համակարգերի ֆունկցիոնալ վիճակի որոշակի փոփոխություններ։ Սրտի կորոնար հիվանդությունը, հիպերտոնիան և արյան մեջ խոլեստերինի մակարդակի բարձրացումը ավելի հաճախ հանդիպում են աղմկոտ վայրերում ապրող մարդկանց մոտ: Աղմուկը զգալիորեն խաթարում է քունը՝ նվազեցնելով դրա տևողությունը և խորությունը։ Քնելու համար անհրաժեշտ ժամանակը ավելանում է մեկ ժամով կամ ավելի, իսկ արթնանալուց հետո մարդիկ հոգնած են զգում և գլխացավ ունեն։ Ժամանակի ընթացքում այս ամենը վերածվում է խրոնիկական հոգնածության, թուլացնում է իմունային համակարգը, նպաստում հիվանդությունների զարգացմանը, նվազեցնում կատարողականությունը։

Այժմ համարվում է, որ աղմուկը կարող է կրճատել մարդու կյանքի տեւողությունը գրեթե 10 տարով: Ձայնային գրգիռների ավելացման պատճառով հոգեկան հիվանդները շատանում են, աղմուկը հատկապես ուժեղ է ազդում կանանց վրա։ Ընդհանրապես, քաղաքներում շատացել է վատ լսող մարդկանց թիվը, իսկ գլխացավերն ու աճող դյուրագրգռությունը դարձել են ամենատարածված երեւույթները։

ԱՂՄՈՒԿԱՅԻՆ ԱՂՏՈՏՈՒՄ

Ձայնը և բարձր հզորության աղմուկը ազդում են լսողական ապարատի, նյարդային կենտրոնների վրա և կարող են ցավ և ցնցում առաջացնել: Ահա թե ինչպես է աշխատում աղմուկի աղտոտումը. Տերեւների հանդարտ խշշոցը, առվակի խշշոցը, թռչունների ձայները, ջրի թեթև շիթն ու ճամփորդության ձայնը միշտ հաճելի են մարդուն: Նրանք հանգստացնում են նրան և հանում սթրեսը։ Սա օգտագործվում է բժշկական հաստատություններում, հոգեբանական օգնության սենյակներում: Բնության բնական աղմուկները գնալով հազվադեպ են դառնում՝ ամբողջությամբ անհետանում կամ խեղդվում արդյունաբերական, տրանսպորտային և այլ աղմուկների պատճառով:

Երկարատև աղմուկը բացասաբար է ազդում լսողության օրգանի վրա՝ նվազեցնելով ձայնի նկատմամբ զգայունությունը։ Դա հանգեցնում է սրտի և լյարդի աշխատանքի խանգարմանը, ինչպես նաև նյարդային բջիջների հյուծմանը և գերլարմանը: Նյարդային համակարգի թուլացած բջիջները չեն կարող բավարար չափով համակարգել մարմնի տարբեր համակարգերի աշխատանքը: Հենց այստեղ էլ առաջանում են խափանումներ նրանց գործունեության մեջ։

Մենք արդեն գիտենք, որ 150 դԲ աղմուկը վնասակար է մարդկանց համար։ Իզուր չէր, որ միջնադարում մահապատիժ էր կատարվում զանգի տակ։ Զանգերի դղրդյունը տանջում էր ու կամաց-կամաց սպանում։

Յուրաքանչյուր մարդ տարբեր կերպ է ընկալում աղմուկը: Շատ բան կախված է տարիքից, խառնվածքից, առողջական վիճակից և շրջակա միջավայրի պայմաններից։ Աղմուկն ունի կուտակային ազդեցություն, այսինքն՝ ակուստիկ գրգռումները, կուտակվելով մարմնում, գնալով ճնշում են նյարդային համակարգը։ Աղմուկը հատկապես վնասակար է օրգանիզմի նյարդահոգեբանական գործունեության վրա։

Աղմուկները սրտանոթային համակարգի ֆունկցիոնալ խանգարումներ են առաջացնում; վնասակար ազդեցություն ունի տեսողական և վեստիբուլյար անալիզատորների վրա. նվազեցնել ռեֆլեքսային ակտիվությունը, որը հաճախ դժբախտ պատահարների և վնասվածքների պատճառ է դառնում:

Աղմուկը նենգ է, մարմնի վրա դրա վնասակար ազդեցությունը տեղի է ունենում անտեսանելի, աննկատ, մարմնի վնասը անմիջապես չի հայտնաբերվում: Բացի այդ, մարդու մարմինը գործնականում անպաշտպան է աղմուկի դեմ:

Բժիշկներն ավելի ու ավելի են խոսում աղմուկի հիվանդության մասին, որն առաջին հերթին ազդում է լսողության և նյարդային համակարգի վրա: Աղմուկի աղտոտման աղբյուրը կարող է լինել արդյունաբերական ձեռնարկությունը կամ տրանսպորտը։ Ծանր ինքնաթափ բեռնատարները և տրամվայները հատկապես բարձր աղմուկ են առաջացնում: Աղմուկը ազդում է մարդու նյարդային համակարգի վրա, ուստի քաղաքներում և ձեռնարկություններում աղմուկից պաշտպանվելու միջոցներ են ձեռնարկվում։ Երկաթուղային և տրամվայի գծերը և ճանապարհները, որոնցով անցնում են բեռնափոխադրումները, քաղաքների կենտրոնական մասերից պետք է տեղափոխվեն նոսր բնակեցված տարածքներ և դրանց շուրջ ստեղծված կանաչ տարածքներ, որոնք լավ կլանում են աղմուկը: Ինքնաթիռները չպետք է թռչեն քաղաքների վրայով.

ՁԱՅՆԱմեկուսացում

Ձայնամեկուսացումն օգնում է խուսափել աղմուկի վնասակար ազդեցությունից

Աղմուկի մակարդակի նվազեցումը ձեռք է բերվում շինարարական և ակուստիկ միջոցառումների միջոցով: Շենքերի արտաքին ծրարներում պատուհանները և պատշգամբի դռներն ունեն զգալիորեն ավելի քիչ ձայնամեկուսացում, քան հենց պատը:

Շենքերի աղմուկից պաշտպանվածության աստիճանը հիմնականում որոշվում է տվյալ նպատակի համար նախատեսված տարածքների համար թույլատրելի աղմուկի ստանդարտներով:

ՄԱՐՏԱԿԱՆ ԱԿՈՒՍՏԻԿ ԱՂՄՈՒԿ

MNIIP-ի ակուստիկ լաբորատորիան մշակում է «Ակուստիկ էկոլոգիա» բաժինները՝ որպես նախագծային փաստաթղթերի մաս: Նախագծեր են իրականացվում ձայնամեկուսիչ տարածքների, աղմուկի վերահսկման, ձայնային ամրապնդման համակարգերի հաշվարկների, ակուստիկ չափումների վերաբերյալ: Թեև սովորական սենյակներում մարդիկ ավելի ու ավելի են ուզում ակուստիկ հարմարավետություն՝ լավ պաշտպանություն աղմուկից, հասկանալի խոսքից և այսպես կոչվածի բացակայությունից: ակուստիկ ֆանտոմներ - բացասական ձայնային պատկերներ, որոնք ձևավորվել են ոմանց կողմից: Դեցիբելների դեմ լրացուցիչ պայքարի համար նախատեսված ձևավորումներում առնվազն երկու շերտ փոխարինվում է` «կոշտ» (գիպսաստվարաթուղթ, գիպսե մանրաթել): Նաև ակուստիկ դիզայնը պետք է զբաղեցնի իր համեստ տեղը ներսում: Հաճախականության զտիչն օգտագործվում է ակուստիկ աղմուկի դեմ պայքարելու համար:

ՔԱՂԱՔ ԵՎ ԿԱՆԱՉ ՏԵՂԵՐ

Եթե ​​դուք պաշտպանում եք ձեր տունը ծառերի աղմուկից, ապա օգտակար կլինի իմանալ, որ ձայները չեն կլանում տերևները: Հարվածելով բեռնախցիկին՝ ձայնային ալիքները կոտրվում են՝ իջնելով դեպի հողը, որտեղ ներծծվում են։ Սփրուսը համարվում է լռության լավագույն պահապանը։ Նույնիսկ ամենաբանուկ մայրուղու երկայնքով դուք կարող եք հանգիստ ապրել, եթե ձեր տունը պաշտպանեք կանաչ եղևնիների շարքով: Եվ լավ կլինի մոտակայքում շագանակ տնկել: Մեկ հասուն շագանակի ծառը մաքրում է մինչև 10 մ բարձրությունը, մինչև 20 մ լայնությունը և մինչև 100 մ երկարությունը մեքենայի արտանետվող գազերից: Ավելին, ի տարբերություն շատ այլ ծառերի, շագանակը քայքայում է թունավոր գազերը՝ գրեթե չվնասելով իր «առողջությանը»: »

Քաղաքի փողոցների կանաչապատման կարևորությունը մեծ է. թփերի և անտառային գոտիների խիտ տնկումները պաշտպանում են աղմուկից՝ նվազեցնելով այն 10-12 դԲ-ով (դեցիբել), նվազեցնում են օդում վնասակար մասնիկների կոնցենտրացիան 100-ից մինչև 25%, նվազեցնում են քամու արագությունը: 10-ից 2 մ/վրկ, նվազեցնել մեքենաների գազերի կոնցենտրացիան մինչև 15% օդի միավորի հաշվով, օդը դարձնել ավելի խոնավ, իջեցնել նրա ջերմաստիճանը, այսինքն՝ ավելի ընդունելի դարձնել շնչառության համար։

Կանաչ տարածքները նույնպես կլանում են ձայնը՝ որքան բարձր են ծառերը և որքան խիտ են դրանք տնկվում, այնքան քիչ ձայն է լսվում:

Կանաչ տարածքները սիզամարգերի և ծաղկանոցների հետ միասին բարենպաստ ազդեցություն են ունենում մարդու հոգեկանի վրա, հանգստացնում են տեսողությունն ու նյարդային համակարգը, ոգեշնչման աղբյուր են և բարձրացնում մարդկանց կատարողականությունը։ Արվեստի և գրականության մեծագույն գործերը, գիտնականների հայտնագործությունները, առաջացել են բնության բարերար ազդեցության ներքո։ Այսպես են ստեղծվել Բեթհովենի, Չայկովսկու, Շտրաուսի և այլ կոմպոզիտորների մեծագույն երաժշտական ​​ստեղծագործությունները, ռուս հրաշալի բնանկարիչներ Շիշկինի, Լևիտանի կտավները, ռուս և խորհրդային գրողների գործերը։ Պատահական չէ, որ Սիբիրյան գիտական ​​կենտրոնը հիմնադրվել է Պրիոբսկի անտառի կանաչ տարածքների մեջ։ Այստեղ, քաղաքային աղմուկի ստվերում և շրջապատված կանաչով, մեր սիբիրցի գիտնականները հաջողությամբ իրականացնում են իրենց հետազոտությունները։

Մոսկվայի և Կիևի նման քաղաքների կանաչապատումը բարձր է. վերջինում, օրինակ, մեկ բնակչին 200 անգամ ավելի շատ տնկարկ կա, քան Տոկիոյում։ Ճապոնիայի մայրաքաղաքում ավելի քան 50 տարի (1920-1970) ավերվել է կենտրոնից տասը կիլոմետր շառավղով գտնվող բոլոր կանաչ տարածքների մոտ կեսը: ԱՄՆ-ում վերջին հինգ տարիների ընթացքում գրեթե 10 հազար հեկտար կենտրոնական քաղաքային այգիներ են կորել։

← Աղմուկը բացասաբար է անդրադառնում մարդու առողջության վրա՝ հիմնականում վատթարացնելով լսողությունը և նյարդային և սրտանոթային համակարգերը։

← Աղմուկը կարելի է չափել հատուկ գործիքների միջոցով՝ ձայնի մակարդակի հաշվիչներ:

← Անհրաժեշտ է պայքարել աղմուկի վնասակար հետևանքների դեմ՝ վերահսկելով աղմուկի մակարդակը, ինչպես նաև օգտագործել հատուկ միջոցներ աղմուկի մակարդակը նվազեցնելու համար։

>> Ֆիզիկա. Ձայնը տարբեր լրատվամիջոցներում

Ձայնի տարածման համար անհրաժեշտ է առաձգական միջավայր: Վակուումում ձայնային ալիքները չեն կարող տարածվել, քանի որ այնտեղ թրթռելու ոչինչ չկա: Սա կարելի է հաստատել պարզ փորձով: Եթե ​​մենք էլեկտրական զանգ դնենք ապակե զանգի տակ, ապա քանի որ օդը դուրս է մղվում զանգի տակից, մենք կիմանանք, որ զանգի ձայնը ավելի ու ավելի կթուլանա, մինչև այն ամբողջությամբ դադարի:

Ձայնը գազերում. Հայտնի է, որ ամպրոպի ժամանակ մենք նախ տեսնում ենք կայծակի բռնկում և միայն որոշ ժամանակ անց լսում ենք ամպրոպի դղրդյունը (նկ. 52): Այս ուշացումը տեղի է ունենում այն ​​պատճառով, որ օդում ձայնի արագությունը շատ ավելի քիչ է, քան կայծակից եկող լույսի արագությունը:

Օդում ձայնի արագությունը առաջին անգամ չափվել է 1636 թվականին ֆրանսիացի գիտնական Մ.Մերսենի կողմից։ 20 °C ջերմաստիճանում այն ​​հավասար է 343 մ/վրկ, այսինքն. 1235 կմ/ժ. Նշենք, որ հենց այս արժեքով է նվազում Կալաշնիկով ավտոմատից (ՊԿ) արձակված գնդակի արագությունը 800 մ հեռավորության վրա։ Փամփուշտի սկզբնական արագությունը 825 մ/վ է, ինչը զգալիորեն գերազանցում է օդում ձայնի արագությունը։ Ուստի կրակոցի կամ գնդակի սուլոց լսող մարդը չպետք է անհանգստանա. այս փամփուշտը արդեն անցել է նրա կողքով։ Գնդակը գերազանցում է կրակոցի ձայնը և հասնում է իր զոհին մինչև ձայնի հասնելը:

Ձայնի արագությունը կախված է միջավայրի ջերմաստիճանից՝ օդի ջերմաստիճանի բարձրացման հետ այն մեծանում է, իսկ օդի ջերմաստիճանի նվազման հետ՝ նվազում։ 0 °C-ում օդում ձայնի արագությունը 331 մ/վ է։

Տարբեր գազերում ձայնը շարժվում է տարբեր արագություններով: Որքան մեծ է գազի մոլեկուլների զանգվածը, այնքան ցածր է նրա մեջ ձայնի արագությունը։ Այսպիսով, 0 °C ջերմաստիճանում ձայնի արագությունը ջրածնում կազմում է 1284 մ/վ, հելիումում՝ 965 մ/վ, իսկ թթվածնումը՝ 316 մ/վ։

Ձայնը հեղուկների մեջ. Հեղուկներում ձայնի արագությունը սովորաբար ավելի մեծ է, քան գազերում ձայնի արագությունը: Ջրում ձայնի արագությունը առաջին անգամ չափվել է 1826 թվականին Ջ.Կոլադոնի և Ջ.Ստուրմի կողմից։ Նրանք իրենց փորձերն իրականացրել են Շվեյցարիայի Ժնևի լճի վրա (նկ. 53): Մի նավակի վրա վառոդ են վառել և միևնույն ժամանակ խփել ջուրն իջեցված զանգին։ Այս զանգի ձայնը, օգտագործելով հատուկ շչակ, նույնպես իջեցվել է ջրի մեջ, որսացել է մեկ այլ նավի վրա, որը գտնվում էր առաջինից 14 կմ հեռավորության վրա։ Լույսի բռնկման և ձայնային ազդանշանի ժամանման միջև ընկած ժամանակային ընդմիջման հիման վրա որոշվել է ջրի մեջ ձայնի արագությունը: 8 °C ջերմաստիճանում պարզվել է մոտավորապես 1440 մ/վրկ։

Երկու տարբեր լրատվամիջոցների սահմանին ձայնային ալիքի մի մասը արտացոլվում է, իսկ մի մասը շարժվում է ավելի հեռու: Երբ ձայնը օդից ջուր է անցնում, ձայնային էներգիայի 99,9%-ը հետ է արտացոլվում, սակայն ջրի մեջ հաղորդվող ձայնային ալիքի ճնշումը գրեթե 2 անգամ ավելի մեծ է: Ձկների լսողական համակարգը հենց դրան է արձագանքում: Հետևաբար, օրինակ, ջրի մակերևույթից բարձր ճիչերն ու աղմուկները ծովային կյանքը վախեցնելու վստահ միջոց են: Մարդը, ով հայտնվում է ջրի տակ, չի խլանա այս ճիչերից. ջրի մեջ ընկղմվելիս ականջներում կմնան օդային «խրոցակներ», որոնք կփրկեն ձայնային գերբեռնվածությունից։

Երբ ձայնը ջրից օդ է անցնում, էներգիայի 99,9%-ը նորից արտացոլվում է։ Բայց եթե օդից ջուր անցնելու ժամանակ ձայնային ճնշումն ավելացել է, ապա այժմ, ընդհակառակը, կտրուկ նվազում է։ Այս պատճառով է, օրինակ, որ ձայնը, որը հնչում է ջրի տակ, երբ մի քարը հարվածում է մյուսին, մարդուն օդում չի հասնում։

Ձայնի այս պահվածքը ջրի և օդի սահմանին մեր նախնիներին հիմք է տվել ստորջրյա աշխարհը համարելու «լռության աշխարհ»։ Այստեղից էլ՝ «ձկան պես համր» արտահայտությունը։ Այնուամենայնիվ, Լեոնարդո դա Վինչին նաև առաջարկել է լսել ստորջրյա ձայներ՝ ականջը դնելով ջրի մեջ իջեցված թիակի մոտ։ Օգտագործելով այս մեթոդը, դուք կարող եք համոզվել, որ ձուկն իրականում բավականին շատախոս է:

Ձայնը պինդ մարմիններում. Պինդ մարմիններում ձայնի արագությունն ավելի մեծ է, քան հեղուկներում և գազերում։ Եթե ​​ականջդ դնես ռելսին, ռելսի մյուս ծայրին հարվածելուց հետո երկու ձայն կլսես: Դրանցից մեկը երկաթուղով կհասնի ականջիդ, մյուսը՝ օդային։

Երկիրը լավ ձայնային հաղորդունակություն ունի: Ուստի հին ժամանակներում պաշարման ժամանակ բերդի պարիսպներում տեղադրում էին «լսողներ», որոնք երկրի հաղորդած ձայնով կարող էին որոշել՝ թշնամին փորում է պարիսպները, թե ոչ։ Ականջները գետնին դնելով՝ նրանք հսկում էին նաև թշնամու հեծելազորի մոտենալը։

Պինդները լավ են փոխանցում ձայնը: Սրա շնորհիվ լսողությունը կորցրած մարդիկ երբեմն կարողանում են պարել երաժշտության ներքո, որը հասնում է նրանց լսողական նյարդերին ոչ թե օդով և արտաքին ականջով, այլ հատակով և ոսկորներով։

1. Ինչու՞ ամպրոպի ժամանակ մենք նախ տեսնում ենք կայծակ և հետո միայն լսում ամպրոպ: 2. Ինչի՞ց է կախված գազերում ձայնի արագությունը: 3. Ինչու՞ գետի ափին կանգնած մարդը չի լսում ջրի տակ առաջացող ձայները: 4. Ինչո՞ւ «լսողները», որոնք հին ժամանակներում հետևում էին թշնամու պեղումների աշխատանքներին, հաճախ կույր էին:

Փորձարարական առաջադրանք . Տեղադրեք ձեր ձեռքի ժամացույցը տախտակի մի ծայրին (կամ երկար փայտե քանոն), իսկ ականջը դրեք մյուս ծայրին: Ի՞նչ ես լսում։ Բացատրի՛ր երևույթը։

Ս.Վ. Գրոմովը, Ն.Ա. Ռոդինա, Ֆիզիկա 8-րդ դասարան

Ներկայացված է ընթերցողների կողմից ինտերնետ կայքերից

Ֆիզիկայի պլանավորում, ֆիզիկայի դասի պլաններ, դպրոցական ծրագիր, 8-րդ դասարանի ֆիզիկայի դասագրքեր և գրքեր, 8-րդ դասարանի ֆիզիկայի դասընթացներ և առաջադրանքներ

Դասի բովանդակությունը դասի նշումներաջակցող շրջանակային դասի ներկայացման արագացման մեթոդներ ինտերակտիվ տեխնոլոգիաներ Պրակտիկա առաջադրանքներ և վարժություններ ինքնաստուգման սեմինարներ, թրեյնինգներ, դեպքեր, քվեստներ տնային առաջադրանքների քննարկման հարցեր հռետորական հարցեր ուսանողներից Նկարազարդումներ աուդիո, տեսահոլովակներ և մուլտիմեդիալուսանկարներ, նկարներ, գրաֆիկա, աղյուսակներ, դիագրամներ, հումոր, անեկդոտներ, կատակներ, կոմիքսներ, առակներ, ասացվածքներ, խաչբառեր, մեջբերումներ Հավելումներ վերացականներհոդվածների հնարքներ հետաքրքրասեր օրորոցների համար դասագրքեր հիմնական և տերմինների լրացուցիչ բառարան այլ Դասագրքերի և դասերի կատարելագործումուղղել դասագրքի սխալներըԴասագրքի հատվածի թարմացում, դասում նորարարության տարրեր, հնացած գիտելիքների փոխարինում նորերով. Միայն ուսուցիչների համար կատարյալ դասերտարվա օրացուցային պլան, մեթոդական առաջարկություններ, քննարկման ծրագրեր Ինտեգրված դասեր

Եթե ​​ձայնային ալիքն իր ճանապարհին չի հանդիպում խոչընդոտների, այն հավասարապես տարածվում է բոլոր ուղղություններով: Բայց ամեն խոչընդոտ չէ, որ նրա համար արգելք է դառնում։

Ճանապարհին խոչընդոտի հանդիպելով՝ ձայնը կարող է թեքվել դրա շուրջ, արտացոլվել, բեկվել կամ կլանվել։

Ձայնի դիֆրակցիա

Մենք կարող ենք զրուցել շենքի անկյունում, ծառի կամ ցանկապատի հետևում կանգնած մարդու հետ, չնայած նրան չենք կարող տեսնել: Մենք դա լսում ենք, քանի որ ձայնն ի վիճակի է թեքվել այս առարկաների շուրջ և ներթափանցել դրանց հետևի տարածքը:

Ալիքի՝ խոչընդոտի շուրջը թեքվելու ունակությունը կոչվում է դիֆրակցիա .

Դիֆրակցիան տեղի է ունենում, երբ ձայնի ալիքի երկարությունը գերազանցում է խոչընդոտի չափը: Ցածր հաճախականության ձայնային ալիքները բավականին երկար են: Օրինակ, 100 Հց հաճախականության դեպքում այն ​​հավասար է 3,37 մ-ի, քանի որ հաճախականությունը նվազում է, երկարությունը ավելի է մեծանում: Ուստի ձայնային ալիքը հեշտությամբ թեքվում է իր հետ համեմատվող առարկաների շուրջ։ Այգու ծառերը բոլորովին չեն խանգարում մեր ձայնը լսելուն, քանի որ նրանց բների տրամագծերը շատ ավելի փոքր են, քան ձայնային ալիքի երկարությունը։

Դիֆրակցիայի շնորհիվ ձայնային ալիքները թափանցում են խոչընդոտի ճեղքերով և անցքերով և տարածվում դրանց հետևում։

Եկեք ձայնային ալիքի ուղու վրա անցք ունեցող հարթ էկրան տեղադրենք:

Այն դեպքում, երբ ձայնի ալիքի երկարությունը ƛ շատ ավելի մեծ, քան անցքի տրամագիծը Դ կամ այս արժեքները մոտավորապես հավասար են, ապա անցքի հետևում ձայնը կհասնի էկրանի հետևում գտնվող տարածքի բոլոր կետերին (ձայնի ստվերային տարածք): Ելքային ալիքի ճակատը նման կլինի կիսագնդի:

Եթե ƛ ընդամենը մի փոքր փոքր է ճեղքի տրամագծից, այնուհետև ալիքի հիմնական մասը տարածվում է ուղիղ, իսկ մի փոքր մասը մի փոքր շեղվում է դեպի կողքերը: Իսկ այն դեպքում, երբ ƛ շատ ավելի քիչ Դ , ամբողջ ալիքը կգնա առաջ ուղղությամբ։

Ձայնի արտացոլում

Եթե ​​ձայնային ալիքը հարվածում է երկու լրատվամիջոցների միջերեսին, հնարավոր են դրա հետագա տարածման տարբեր տարբերակներ: Ձայնը կարող է արտացոլվել միջերեսից, կարող է տեղափոխվել մեկ այլ միջավայր՝ առանց ուղղությունը փոխելու, կամ կարող է բեկվել, այսինքն՝ շարժվել՝ փոխելով իր ուղղությունը։

Ենթադրենք, ձայնային ալիքի ճանապարհին հայտնվում է խոչընդոտ, որի չափը շատ ավելի մեծ է, քան ալիքի երկարությունը, օրինակ՝ թափանցիկ ժայռը։ Ինչպե՞ս կվարվի ձայնը: Քանի որ այն չի կարող շրջանցել այս խոչընդոտը, այն կարտացոլվի դրանից: Խոչընդոտի հետևում է ակուստիկ ստվերային գոտի .

Խոչընդոտից արտացոլված ձայնը կոչվում է արձագանք .

Ձայնային ալիքի արտացոլման բնույթը կարող է տարբեր լինել: Դա կախված է արտացոլող մակերեսի ձևից:

Արտացոլում կոչվում է ձայնային ալիքի ուղղության փոփոխություն երկու տարբեր լրատվամիջոցների միջերեսում: Երբ արտացոլվում է, ալիքը վերադառնում է այն միջավայրին, որտեղից այն եկել է:

Եթե ​​մակերեսը հարթ է, ձայնը արտացոլվում է դրանից այնպես, ինչպես լույսի ճառագայթն արտացոլվում է հայելու մեջ։

Գոգավոր մակերեսից արտացոլված ձայնային ճառագայթները կենտրոնացած են մեկ կետում:

Ուռուցիկ մակերեսը ցրում է ձայնը:

Դիսպերսիայի ազդեցությունը տրվում է ուռուցիկ սյուներով, խոշոր կաղապարներով, ջահերով և այլն։

Ձայնը չի անցնում մի միջավայրից մյուսը, այլ արտացոլվում է նրանից, եթե կրիչի խտությունները զգալիորեն տարբերվում են: Այսպիսով, ձայնը, որը հայտնվում է ջրի մեջ, չի փոխանցվում օդ: Արտացոլվելով միջերեսից՝ այն մնում է ջրի մեջ։ Գետի ափին կանգնած մարդը այս ձայնը չի լսի։ Սա բացատրվում է ջրի և օդի ալիքային դիմադրության մեծ տարբերությամբ։ Ակուստիկայում ալիքի դիմադրությունը հավասար է միջավայրի խտության և դրանում ձայնի արագության արտադրյալին։ Քանի որ գազերի ալիքային դիմադրությունը զգալիորեն պակաս է հեղուկների և պինդ մարմինների ալիքային դիմադրությունից, երբ ձայնային ալիքը հարվածում է օդի և ջրի սահմանին, այն արտացոլվում է:

Ջրի մեջ գտնվող ձկները չեն լսում ջրի մակերևույթի վերևում հայտնվող ձայնը, բայց նրանք կարող են հստակ տարբերակել ձայնը, որի աղբյուրը ջրի մեջ թրթռացող մարմինն է:

Ձայնի բեկում

Ձայնի տարածման ուղղությունը փոխելը կոչվում է բեկում . Այս երևույթը տեղի է ունենում, երբ ձայնը անցնում է մի միջավայրից մյուսը, և այդ միջավայրում դրա տարածման արագությունը տարբեր է:

Անկման անկյան սինուսի և անդրադարձման անկյան սինուսի հարաբերությունը հավասար է միջավայրում ձայնի տարածման արագությունների հարաբերությանը:

Որտեղ ես - անկման անկյուն,

r - արտացոլման անկյուն,

v 1 - ձայնի տարածման արագությունը առաջին միջավայրում,

v 2 - ձայնի տարածման արագությունը երկրորդ միջավայրում,

n - բեկման ինդեքս.

Ձայնի բեկումը կոչվում է բեկում .

Եթե ​​ձայնային ալիքը չի ընկնում մակերեսին ուղղահայաց, այլ 90°-ից տարբեր անկյան տակ, ապա բեկված ալիքը կշեղվի անկման ալիքի ուղղությունից։

Ձայնի բեկումը կարելի է դիտարկել ոչ միայն լրատվամիջոցների միջև եղած միջերեսում: Ձայնային ալիքները կարող են փոխել իրենց ուղղությունը տարասեռ միջավայրում՝ մթնոլորտում, օվկիանոսում:

Մթնոլորտում բեկումը պայմանավորված է օդի ջերմաստիճանի, արագության և օդային զանգվածների շարժման ուղղության փոփոխություններով։ Իսկ օվկիանոսում այն ​​հայտնվում է ջրի հատկությունների տարասեռության պատճառով՝ տարբեր հիդրոստատիկ ճնշում տարբեր խորություններում, տարբեր ջերմաստիճանների և տարբեր աղիության:

Ձայնի կլանում

Երբ ձայնային ալիքը բախվում է մակերեսին, նրա էներգիայի մի մասը կլանում է: Իսկ թե միջավայրը որքան էներգիա կարող է կլանել, կարելի է որոշել՝ իմանալով ձայնի կլանման գործակիցը: Այս գործակիցը ցույց է տալիս, թե ձայնային թրթռումների էներգիայի որքան մասն է կլանում 1 մ2 խոչընդոտը։ Այն ունի 0-ից 1 արժեք:

Ձայնի կլանման չափման միավորը կոչվում է սաբին . Այն ստացել է իր անունը ամերիկացի ֆիզիկոսից Ուոլաս Կլեմենտ Սաբին, ճարտարապետական ​​ակուստիկայի հիմնադիր: 1 սաբինն այն էներգիան է, որը կլանում է 1 մ 2 մակերեսը, որի կլանման գործակիցը 1 է։ Այսինքն՝ նման մակերեսը պետք է կլանի ձայնային ալիքի բացարձակապես ողջ էներգիան։

Արձագանք

Ուոլաս Սաբին

Նյութերի՝ ձայնը կլանելու հատկությունը լայնորեն կիրառվում է ճարտարապետության մեջ։ Ֆոգի թանգարանի մաս հանդիսացող դասախոսությունների սրահի ակուստիկան ուսումնասիրելիս Ուոլաս Կլեմենտ Սաբինը եզրակացրեց, որ կապ կա դահլիճի չափի, ակուստիկ պայմանների, ձայնը կլանող նյութերի տեսակի և տարածքի և. արձագանքման ժամանակը .

Արձագանք կոչել խոչընդոտներից ձայնային ալիքի արտացոլման գործընթացը և ձայնի աղբյուրի անջատումից հետո դրա աստիճանական թուլացումը: Փակ տարածության մեջ ձայնը կարող է բազմիցս արտացոլվել պատերից և առարկաներից: Արդյունքում առաջանում են տարբեր արձագանքային ազդանշաններ, որոնցից յուրաքանչյուրը հնչում է կարծես առանձին։ Այս ազդեցությունը կոչվում է ռեվերբերացիոն էֆեկտ .

Սենյակի ամենակարևոր հատկանիշն է արձագանքման ժամանակը , որը Սաբինը մտավ ու հաշվարկեց։

Որտեղ Վ - սենյակի ծավալը,

Ա - ընդհանուր ձայնի կլանումը.

Որտեղ ա i - նյութի ձայնային կլանման գործակիցը,

Ս ի - յուրաքանչյուր մակերեսի տարածքը.

Եթե ​​արձագանքման ժամանակը երկար է, հնչյունները կարծես «թափառում են» դահլիճում: Նրանք համընկնում են միմյանց, խլացնում են ձայնի հիմնական աղբյուրը, և դահլիճը դառնում է բում: Կարճ արձագանքման ժամանակ պատերը արագորեն կլանում են ձայները և դրանք դառնում են ձանձրալի: Հետեւաբար, յուրաքանչյուր սենյակ պետք է ունենա իր ճշգրիտ հաշվարկը:

Իր հաշվարկների հիման վրա Սաբինը ձայնը կլանող նյութերն այնպես դասավորեց, որ «արձագանքների էֆեկտը» նվազեց։ Իսկ Բոստոնի սիմֆոնիկ դահլիճը, որի ստեղծման վերաբերյալ նա եղել է ակուստիկ խորհրդատու, մինչ օրս համարվում է աշխարհի լավագույն դահլիճներից մեկը։