Источники звука

30. Источник звука. Звуковые колебания Утром мы просыпаемся под настойчивый звук будильника; свист чайника, нам говорит о том, что вода закипела; школьный звонок сообщает о том, что начался   урок.   Звуки   постоянно   окружают   нас.   Что   же   такое   звук,   как   он возникает? Найдем ответы на эти вопросы с помощью опытов. Зажмем металлическую линейку в тисках, отклоним ее. Линейка начинает колебаться. Укоротим ее длину и повторим опыт. Теперь мы не только видим колебания линейки, но и слышим это колебание. Сделаем вывод:  источником звука являются колеблющиеся тела;  укоротив длину линейки, мы увеличили частоту колебания. Следовательно,   колебания,   как   звук,   воспринимается   нами   только   при определенной частоте. Проведем еще один опыт. К звучащей струне поднесем бумажную полоску, она будет колыхаться.   Это еще раз свидетельствует о том, что колеблющееся тело   является   источником   звука.   А   сам   звук   передается   нашему   уху,   через колебания среды. Остановим струну – колебания прекратились, звук пропал. В   струнных   музыкальных   инструментах   звук   создается   за   счет   колебания струны, а в духовых инструментах колеблется столб воздуха. Как мы уже убедились на опыте, не все колебания воспринимаются нами как звук. Человеческое ухо воспринимает звуковые колебания в диапазоне частот от 20 Гц до 20 кГц. С возрастом, восприимчивость человеческого уха снижается. У человека так же есть орган, который является источником колебания – это голосовые связки. Трудно представить себе развитие человечества без общения. Среди   представителей   животного   мира   существуют   некоторые   виды, способные   воспринимать   упругие   волны   как   с   более   низкими   частотами (инфразвук), так и с более высокими частотами (ультразвук). Например,   дельфины   не   только   воспринимают   ультразвук,   но   и   сами   его издают. С помощью эхолокации дельфины направляют  ультразвук к цели, тем самым точно определяя расстояние до добычи. Кроме   естественных   источников   звука   существуют   и   искусственные. Например,   камертон.   Для   музыкантов   он   служит   эталоном   для   настройки инструментов   или   пения.   Легко   ударив   по   нему   мягким   молотком,   слышно звучание основного тона, обычно это нота ля первой октавы, частотой 440 Гц. Усилить звучание камертона можно с помощью резонансного ящика.  Не только твердые тела создают звук.  Например, в воздухе во время грозы  распространяются громовые раскаты. Источником является ударная волна,  возникшая вследствие нагревания и дальнейшего расширения воздуха вблизи  разряда молнии. Что же такое звук? Звук – это упругая волна. Упругие волны образуются при деформациях сжатия­растяжения, следовательно, звук – продольная волна,  которая может распространяться в любых средах: в газах, жидкостях и твердых  телах. Звук нашел широкое применение в различных сферах человеческой жизни. С  помощью эхолокации (мы уже говорили об этом способе определения расстояния  у дельфинов) человек измеряет глубину моря. С помощью звука человек получает информацию различного характера. Ультразвук применяют в медицине, например, для удаления зубного камня,  диагностики заболеваний брюшной полости.  Киты и слоны общаются с помощью инфразвука. А у человека инфразвуки  могут вызывать беспричинные страхи, чувство тревоги.  Почему мы не слышим звук, во время колебания крыльев бабочки? Не все колебания воспринимаются нашим ухом как звуковые, только те,  которые находятся в диапазоне частот от 20 Гц до 20 кГц. Частота колебания  крыльев бабочки ниже этого диапазона.