Masafa ya sauti. Uhusiano kati ya mzunguko wa wimbi la sauti, urefu wake na kasi

Orodha ya maudhui:

Masafa ya sauti. Uhusiano kati ya mzunguko wa wimbi la sauti, urefu wake na kasi
Masafa ya sauti. Uhusiano kati ya mzunguko wa wimbi la sauti, urefu wake na kasi
Anonim

Sasa kuna fursa nyingi kwenye Mtandao za kujaribu uwezo wako wa kusikia mtandaoni. Ili kufanya hivyo, unahitaji kuanza video na sauti, ambayo mzunguko wake unaongezeka. Waundaji wa jaribio wanapendekeza kupima na vichwa vya sauti ili kelele ya nje isiingilie. Masafa ya sauti kwenye video huanza na viwango vya juu hivi kwamba ni wachache tu wanaweza kusikia. Zaidi ya hayo, marudio ya sauti hupungua polepole, na mwisho wa video sauti inasikika ambayo hata mtu aliye na upotezaji wa kusikia anaweza kuisikia.

Wakati wa video, mtumiaji huonyeshwa thamani ya marudio ya sauti inayochezwa. Masharti ya jaribio yanapendekeza kwamba video lazima ikomeshwe wakati mtu anaweza kusikia sauti. Ifuatayo, unapaswa kuona ni wakati gani frequency imesimama. Thamani yake itafanya wazi kuwa kusikia ni kawaida, bora zaidi kuliko watu wengi, au unapaswa kuona daktari. Baadhi ya majaribio huonyesha umri ambao mtu angeweza kusikia mara kwa mara.

Mtihani wa kusikia mtandaoni
Mtihani wa kusikia mtandaoni

Sauti na mawimbi ya sauti ni nini

Sauti ni mhemko wa kibinafsi, lakini tunaisikia kwa sababu kuna kitu halisi katika masikio yetu. Hili ni wimbi la sauti. Wanafizikia wanavutiwa na jinsi hisia tunazopata zinavyohusiana na sifa za wimbi la sauti.

Sauti kubwa sana
Sauti kubwa sana

Mawimbi ya sauti ni mawimbi ya mitambo ya longitudinal yenye amplitudo ndogo, masafa ya masafa ambayo ni 20 Hz-20 kHz. Amplitude ndogo ni wakati mabadiliko ya shinikizo kutokana na compression-rarefaction ni kidogo sana kuliko shinikizo katika kati hii. Katika hewa, katika maeneo ya compression-rarefaction, mabadiliko ya shinikizo ni kidogo sana kuliko shinikizo anga. Ikiwa amplitude ni ya mpangilio sawa au kubwa kuliko shinikizo la anga, basi haya si mawimbi ya sauti tena, lakini mawimbi ya mshtuko, yanaenea kwa kasi ya juu zaidi.

Hadhira ya sauti

Tayari tumegundua masafa ya masafa ya sauti ni nini, lakini ni nini kiko nje ya mipaka yake? Ikiwa mzunguko ni chini ya 20 Hz, mawimbi hayo huitwa infrasonic. Ikiwa zaidi ya 20 kHz - haya ni mawimbi ya ultrasonic. Wote infra- na ultrasound hazisababishi hisia za kusikia. Mipaka ni wazi kabisa: watoto husikia 22-23 kHz, watu wazee wanaweza kuona 21 kHz, mtu husikia 16 Hz. Yaani, kadri mtu anavyokuwa mdogo ndivyo anavyoweza kusikia mara kwa mara.

Mbwa husikia masafa ya juu zaidi. Uwezo huu wao hutumiwa na wakufunzi, wanatoa amri kwa ultrasonicfilimbi ambayo watu hawawezi kuisikia. Kielelezo kinaonyesha safu za masafa zinazopatikana kwa utambuzi wa wanyama tofauti.

Upeo wa masafa yanayotambulika ya wanyama tofauti
Upeo wa masafa yanayotambulika ya wanyama tofauti

Inasikika kama bunduki za polisi

Hebu tutoe mfano wa kisa kinachoonyesha kwamba masafa ya masafa ya sauti yanayosikika kwa mtu ni makadirio na yanategemea sifa binafsi.

Huko Washington, polisi walipata njia ya kuwatawanya vijana bila vurugu. Wavulana na wasichana mara kwa mara walikusanyika karibu na moja ya vituo vya metro na kuzungumza. Wenye mamlaka waliona kuwa mchezo wao usio na lengo unaingilia wengine, kwa sababu watu wengi sana hujilimbikiza kwenye mlango. Polisi waliweka kifaa cha Mbu ambacho kilitoa sauti kwa masafa ya 17.5 kHz. Kifaa hiki kimeundwa ili kuwafukuza wadudu, lakini watengenezaji walihakikisha kuwa mawimbi ya sauti ya masafa haya yanatambulika tu na vijana walio na umri wa miaka 13 na wasiozidi miaka 25.

ultrasonic repeller
ultrasonic repeller

Shukrani kwa kifaa, iliwezekana kuwaondoa vijana, lakini kijana wa miaka 28 alisikia sauti na kulalamika kwa utawala wa jiji. Mamlaka za mitaa zililazimika kuacha kutumia kifaa.

Masafa ya urefu wa mawimbi

Mawimbi ya masafa ya sauti katika mazingira tofauti yana sifa tofauti. Urefu na kasi ya uenezi wa wimbi hutofautiana. Angani (kwenye halijoto ya kawaida) kasi ni 340 m/s.

Zingatia mawimbi yenye masafa ambayo yako katika safu ya kusikika kwa ajili yetu. Urefu wao wa chini ni 17 mm, kiwango cha juu ni m 17. Sauti yenye urefu mdogo wa wimbi iko kwenye ukingo wa ultrasound, na kwa kubwa zaidi -infrasound inakaribia.

Kasi ya mawimbi ya sauti

Inaaminika kuwa mwanga husafiri papo hapo, lakini inachukua muda fulani kwa sauti kusafiri. Kwa kweli, mwanga pia una kasi, ni kikomo tu, kwa kasi zaidi kuliko mwanga, hakuna kitu kinachosonga. Kwa kadiri sauti inavyohusika, uenezaji wake hewani ni wa kupendeza zaidi, ingawa kasi ya wimbi la sauti katika media mnene ni kubwa zaidi. Fikiria dhoruba ya radi: kwanza tunaona mwanga wa umeme, kisha tunasikia sauti ya radi. Sauti imechelewa kwa sababu kasi yake ni ndogo mara nyingi kuliko kasi ya mwanga. Kwa mara ya kwanza, kasi ya sauti ilipimwa kwa kurekebisha muda kati ya risasi ya musket na sauti. Kisha wakachukua umbali kati ya chombo na mtafiti na wakagawanya kwa wakati wa "kucheleweshwa" kwa sauti.

Njia hii ina hasara mbili. Kwanza, hii ni hitilafu ya stopwatch, hasa kwa umbali wa karibu na chanzo cha sauti. Pili, ni kasi ya majibu. Kwa kipimo hiki, matokeo hayatakuwa sahihi. Ili kuhesabu kasi, ni rahisi zaidi kuchukua mzunguko unaojulikana wa sauti fulani. Kuna jenereta ya masafa, kifaa kilicho na anuwai ya masafa ya sauti kutoka 20 Hz hadi 20 kHz.

Jenereta ya Marudio ya Sauti
Jenereta ya Marudio ya Sauti

Imewashwa kwa masafa unayotaka, wakati wa jaribio urefu wa wimbi hupimwa. Kwa kuzidisha thamani zote mbili, pata kasi ya sauti.

Hypersonic

Urefu wa mawimbi huhesabiwa kwa kugawanya kasi kwa marudio, kwa hivyo kadiri masafa yanavyoongezeka, urefu wa wimbi hupungua. Inawezekana kuunda oscillations ya mzunguko wa juu sana kwamba urefu wa wavelength utakuwa wa utaratibu sawa wa ukubwa kama urefu.njia ya bure ya molekuli za gesi, kama vile hewa. Hii ni hypersound. Haienezi vizuri, kwa sababu hewa haizingatiwi tena kuwa kati inayoendelea, kwani urefu wa wimbi haujalishi. Chini ya hali ya kawaida (kwa shinikizo la angahewa), wastani wa njia huru ya molekuli ni 10-7 m. Je, ni aina gani ya masafa ya mawimbi? Hazina sauti, kwa sababu hatuzisikii. Ikiwa tutahesabu marudio ya hypersound, inabadilika kuwa 3×109 Hz na juu zaidi. Hypersound hupimwa kwa gigahertz (GHz 1=Hz bilioni 1).

Jinsi kasi ya sauti inavyoathiri sauti yake

Masafa ya sauti huathiri safu ya sauti. Ingawa sauti ni mhemko wa kibinafsi, imedhamiriwa na tabia ya kusudi la sauti, frequency. Masafa ya juu hutoa sauti ya juu. Je, sauti ya sauti inategemea urefu wa wimbi? Bila shaka, kasi, mzunguko na urefu wa wimbi zote zinahusiana. Hata hivyo, sauti ya masafa sawa itakuwa na urefu tofauti wa wimbi katika mazingira tofauti, lakini itatambulika kwa njia ile ile.

Tunasikia sauti kwa sababu mabadiliko ya shinikizo husababisha sikio letu kutetema. Shinikizo hubadilika kwa mzunguko sawa, kwa hiyo haijalishi kwamba urefu wa wimbi ni tofauti katika vyombo vya habari tofauti. Kwa sababu ya masafa sawa, tutaona sauti kama ya juu au ya chini, hata ndani ya maji, hata hewani. Katika maji, kasi ya sauti ni 1.5 km / s, ambayo ni karibu mara 5 zaidi kuliko hewa, kwa hiyo, urefu wa wimbi ni kubwa zaidi. Lakini ikiwa mwili unatetemeka kwa masafa sawa (sema, 500 Hz) katika mazingira yote mawili, mwinuko utakuwa sawa.

Kuna sauti ambazo hazinalami, kwa mfano, sauti "shhhhh". Mabadiliko yao ya mara kwa mara si ya mara kwa mara, lakini ya mkanganyiko, kwa hivyo tunayaona kama kelele.

Ilipendekeza: