Зависит ли скорость звука от того в какой среде он распространяется?

9 ответов на вопрос “Зависит ли скорость звука от того в какой среде он распространяется?”

  1. Redhammer Ответить

    Макеты страниц

    Зависимость скорости звука от свойств среды.

    Применяя уравнение состояния идеального газа

    к выражению (9.11), получим:

    Отсюда видно, что скорость звука в идеальном газе прямо пропорциональна корню квадратному из абсолютной температуры Т и обратно пропорциональна корню квадратному из молярной массы М газа. Объясняется это тем, что процесс распространения волн сжатия или разрежения в газе происходит благодаря столкновениям молекул газа; следовательно, скорость распространения волн должна быть примерно равной скорости теплового движения молекул. Средняя скорость теплового движения молекул увеличивается с повышением температуры газа, а при данном значении температуры она обратно пропорциональна корню квадратному из молярной массы газа. Например, при нормальных условиях скорость звука в воздухе равна 331 м/с, а в водороде — 1300 м/с. При понижении температуры
    водорода от 300 до 17 К скорость звука уменьшается от 1300 до 320 м/с.
    В жидкостях и твердых телах скорость звука обычно больше, чем в газах. В водяном паре при нормальном давлении звук распространяется со скоростью 494 м/с, а в воде — со скоростью примерно 1500 м/с, во льду — со скоростью около 4000 м/с.
    Силы упругости, возникающие при сжатии или растяжении твердого тела, больше сил упругости, возникающих при такой же деформации сдвига; поэтому скорость распространения продольных волн в твердых телах больше скорости поперечных волн.
    При возникновении волн их частота определяется частотой колебаний источника волн, а скорость распространения — свойствами среды. Длина волны к зависит как от частоты, так и от свойств среды:

    Следовательно, звуковые волны одной и той же частоты имеют различную длину волны в разных средах.

  2. папля Ответить


    Звук распространяется посредством звуковых волн. Эти волны проходят не только сквозь газы и жидкости, но и через твердые тела. Действие любых волн заключается главным образом в переносе энергии. В случае звука перенос принимает форму мельчайших перемещений на молекулярном уровне.
    В газах и жидкостях звуковая волна сдвигает молекулы в направлении своего движения, то есть в направлении длины волны. В твердых телах звуковые колебания молекул могут происходить и в направлении перпендикулярном волне.
    Звуковые волны распространяются из своих источников во всех направлениях, как это показано на рисунке справа, на котором изображен металлический колокол, периодически сталкивающийся со своим языком. Эти механические столкновения заставляют колокол вибрировать. Энергия вибраций сообщается молекулам окружающего воздуха, и они оттесняются от колокола. В результате в прилегающем к колоколу слое воздуха увеличивается давление, которое затем волнообразно распространяется во все стороны от источника.
    Скорость звука не зависит от громкости или тона. Все звуки от радиоприемника в комнате, будь они громкими или тихими, высокого тона или низкого, достигают слушателя одновременно.
    Скорость звука зависит от вида среды, в которой он распространяется, и от ее температуры. В газах звуковые волны распространяются медленно, потому что их разреженная молекулярная структура слабо препятствует сжатию. В жидкостях скорость звука увеличивается, а в твердых телах становится еще более высокой, как это показано на диаграмме внизу в метрах в секунду (м/с).

    Путь волны

    Звуковые волны распространяются в воздухе аналогично показанному на диаграммах справа. Волновые фронты движутся от источника на определенном расстоянии друг от друга, определяемом частотой колебаний колокола. Частота звуковой волны определяется путем подсчета числа волновых фронтов, прошедших через данную точку в единицу времени.

    Фронт звуковой волны удаляется от вибрирующего колокола.

    В равномерно прогретом воздухе звук распространяется с постоянной скоростью.

    Второй фронт следует за первым на расстоянии, равном длине волны.

    Сила звука максимальна вблизи источника.

    Графическое изображение невидимой волны

    Звуковое зондирование глубин

    Пучок лучей гидролокатора, состоящий из звуковых волн, легко проходит через океанскую воду. Принцип действия гидролокатора основан на том факте, что звуковые волны отражаются от океанского дна; этот прибор обычно используется для определения особенностей подводного рельефа.

    Упругие твердые тела

    Звук распространяется в деревянной пластине. Молекулы большинства твердых тел связаны в упругую пространственную решетку, которая плохо сжимается и вместе с тем ускоряет прохождение звуковых волн.

  3. Faem Ответить

    Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 8 класс>>Физика: Звук в различных средах
    Для распространения звука необходима упругая среда. В вакууме звуковые волны распространяться не могут, так как там нечему колебаться. В этом можно убедиться на простом опыте. Если поместить под стеклянный колокол электрический звонок, то по мере выкачивания из-под колокола воздуха мы обнаружим, что звук от звонка будет становиться все слабее и слабее, пока не прекратится совсем.
    Звук в газах. Известно, что во время грозы мы сначала видим вспышку молнии и лишь через некоторое время слышим раскаты грома (рис. 52). Это запаздывание возникает из-за того, что скорость звука в воздухе значительно меньше скорости света, идущего от молнии.

    Скорость звука в воздухе впервые была измерена в 1636 г. французским ученым М. Мерсенном. При температуре 20 °С она равна 343 м/с, т.е. 1235 км/ч. Заметим, что именно до такого значения уменьшается на расстоянии 800 м скорость пули, вылетевшей из пулемета Калашникова (ПК). Начальная скорость пули 825 м/с, что значительно превышает скорость звука в воздухе. Поэтому человек, услышавший звук выстрела или свист пули, может не беспокоиться: эта пуля его уже миновала. Пуля обгоняет звук выстрела и достигает своей жертвы до того, как приходит этот звук.
    Скорость звука зависит от температуры среды: с увеличением температуры воздуха она возрастает, а с уменьшением – убывает. При 0 °С скорость звука в воздухе составляет 331 м/с.
    В разных газах звук распространяется с разной скоростью. Чем больше масса молекул газа, тем меньше скорость звука в нем. Так, при температуре 0 °С скорость звука в водороде 1284 м/с, в гелии – 965 м/с, а в кислороде – 316 м/с.
    Звук в жидкостях. Скорость звука в жидкостях, как правило, больше скорости звука в газах. Скорость звука в воде впервые была измерена в 1826 г. Ж- Колладоном и Я. Штурмом. Свои опыты они проводили на Женевском озере в Швейцарии (рис. 53). На одной лодке поджигали порох и одновременно ударяли в колокол, опущенный в воду. Звук этого колокола с помощью специального рупора, также опущенного в воду, улавливался на другой лодке, которая находилась на расстоянии 14 км от первой. По интервалу времени между вспышкой света и приходом звукового сигнала определили скорость звука в воде. При температуре 8 °С она оказалась равной примерно 1440 м/с.

    На границе между двумя разными средами часть звуковой волны отражается, а часть проходит дальше. При переходе звука из воздуха в воду 99,9 % звуковой энергии отражается назад, однако давление в прошедшей в воду звуковой волне оказывается почти в 2 раза больше. Слуховой аппарат рыб реагирует именно на это. Поэтому, например, крики и шумы над поверхностью воды являются верным способом распугать морских обитателей. Человека же, оказавшегося под водой, эти крики не оглушат: при погружении в воду в его ушах останутся воздушные “пробки”, которые и спасут его от звуковой перегрузки.
    При переходе звука из воды в воздух снова отражается 99,9 % энергии. Но если при переходе из воздуха в воду звуковое давление увеличивалось, то теперь оно, наоборот, резко уменьшается. Именно по этой причине, например, не доходит до человека в воздухе звук, возникающий под водой при ударе одним камнем о другой.
    Такое поведение звука на границе между водой и воздухом дало основание нашим предкам считать подводный мир “миром молчания”. Отсюда же и выражение: “Нем как рыба”. Однако еще Леонардо да Винчи предлагал слушать подводные звуки, приложив ухо к веслу, опущенному в воду. Воспользовавшись таким способом, можно убедиться, что рыбы на самом деле довольно болтливы.
    Звук в твердых телах. Скорость звука в твердых телах больше, чем в жидкостях и газах. Если вы приложите ухо к рельсу, то после удара по другому концу рельса вы услышите два звука. Один из них достигнет вашего уха по рельсу, другой – по воздуху.
    Хорошей проводимостью звука обладает земля. Поэтому в старые времена при осаде в крепостных стенах помещали “слухачей”, которые по звуку, передаваемому землей, могли определить, ведет ли враг подкоп к стенам или нет. Прикладывая ухо к земле, также следили за приближением вражеской конницы.
    Твердые тела хорошо проводят звук. Благодаря этому люди, потерявшие слух, иной раз способны танцевать под музыку, которая доходит до их слуховых нервов не через воздух и наружное ухо, а через пол и кости.
    ??? 1. Почему во время грозы мы сначала видим молнию и лишь потом слышим гром? 2. От чего зависит скорость звука в газах? 3. Почему человек, стоящий на берегу реки, не слышит звуков, возникающих под водой? 4. Почему “слухачами”, которые в древние времена следили за земляными работами противника, часто были слепые люди?
    Экспериментальное задание. Положив на один конец доски (или длинной деревянной линейки) наручные часы, приложите ухо к другому ее концу. Что вы слышите? Объясните явление.
    С.В. Громов, Н.А. Родина, Физика 8 класс
    Отослано читателями из интернет-сайтов
    Планирование физики, планы конспектов уроков физики, школьная программа, учебники и книги по физике 8 класс, курсы и задание по физике для 8 класса
    Содержание урока
    конспект урока
    опорный каркас
    презентация урока
    акселеративные методы
    интерактивные технологии
    Практика
    задачи и упражнения
    самопроверка
    практикумы, тренинги, кейсы, квесты
    домашние задания
    дискуссионные вопросы
    риторические вопросы от учеников
    Иллюстрации
    аудио-, видеоклипы и мультимедиа
    фотографии, картинки
    графики, таблицы, схемы
    юмор, анекдоты, приколы, комиксы
    притчи, поговорки, кроссворды, цитаты
    Дополнения
    рефераты
    статьи
    фишки для любознательных
    шпаргалки
    учебники основные и дополнительные
    словарь терминов
    прочие

    Совершенствование учебников и уроков
     исправление ошибок в учебнике
    обновление фрагмента в учебнике
    элементы новаторства на уроке
    замена устаревших знаний новыми
    Только для учителей
    идеальные уроки
    календарный план на год
    методические рекомендации
    программы
    обсуждения
    Интегрированные уроки

    Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
    Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь – Образовательный форум.

  4. VideoAnswer Ответить

  5. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *