Звуки это самое первое, с чем сталкивается человек, появляясь на свет. И самое последнее, что слышит, покидая мир. А между первым и вторым проходит целая жизнь. И вся она построена на шумах, тонах, бряцании, грохоте, музыки, в общем, полной какофонии звуков.

Вот десять самых интересных фактов о них.

1. Их уровень измеряют в децибелах (дБ). Максимальный порог для человеческого слуха (когда наступают уже болевые ощущения), это интенсивность в 120-130 децибел. А смерть наступает при 200.

2. Звук и шум не одно и то же. Хотя обычным людям кажется и так. Однако для специалистов между этими двумя терминами – большая разница. Звук - это колебания, воспринимаемые органами чувств животных и человека. А шум - это беспорядочное смешение звуков.

3. Наш голос в записи иной, потому что мы слышим «не тем ухом». Это звучит странно, но это так. А все дело в том, что когда мы говорим, то воспринимаем свой голос двумя путями - через внешний (слуховой канал, барабанную перепонку и среднее ухо) и внутренний (через ткани головы, которые усиливают низкие частоты голоса).

А во время прослушивания со стороны задействован только наружный канал.

4. Некоторые люди могут слышать звук вращения своих глазных яблок. А также свое дыхание. Это происходит из-за

порока внутреннего уха, когда его чувствительность повышена сверх нормы.

5. Шум моря, который мы слышим через морскую раковину, на самом всего лишь звук крови, протекающей по нашим сосудам. Такой же шум можно услышать, приложив к уху обычную чашку. Попробуйте!

6. Глухие все же могут слышать. Один только пример этого: знаменитый композитор Бетховен, как известно, был глухим, однако мог создавать великие произведения. Каким образом? Он слушал… зубами! Композитор приставлял к роялю конец трости, а другой конец зажимал в зубах - так звук доходил до внутреннего уха, которое у композитора было абсолютно здоровым, в отличие от уха внешнего.

7. Звук может превращаться в свет. Такое явление называется «сонолюминесценция». Возникает, если в воду опустить резонатор, создающий сферическую ультразвуковую волну. В фазе разрежения волны из-за очень низкого давления возникает кавитационный пузырёк, который некоторое время растёт, а затем в фазе сжатия быстро схлопывается. В этот момент в центре пузырька возникает голубой свет.

8. «А» - самый распространённый в мире звук. Он есть во всех языках нашей планеты. А всего в мире их насчитывается около 6,5-7 тысяч. Больше всего людей говорят на китайском, испанском, хинди, английском, русском, португальском и арабском.

9. Нормой считается, когда человек слышит негромкую разговорную речь с расстояния не менее 5-6 метров (если это низкие тона). Или при 20 метрах при тонах повышенных. Если вы плохо слышите, что говорят с расстояния 2-3 метров, стоит провериться у сурдолога.

10. Мы можем не замечать, что теряем слух. Потому что процесс происходит, как правило, не одномоментно, а постепенно. Причем на первых порах ситуацию еще можно исправить, однако человек не замечает, что с ним «что-то не так». А когда наступает необратимый процесс, поделать ничего уже нельзя.

Фи­зи­ка 9 класс

Тема урока: Ме­ха­ни­ка. Ко­ле­ба­ния и волны. Зву­ко­вые волны

Про­дол­жа­ем изу­чать ме­ха­ни­ку. Мы на­хо­дим­ся в главе 7, «Ко­ле­ба­ния и волны». Па­ра­граф 7, ко­то­рый се­год­ня по­свя­щен зву­ко­вым вол­нам. Зву­ко­вые волны – это осо­бые волны, ко­то­рые вы­зы­ва­ют ко­ле­ба­ния среды, ко­то­рые вос­при­ни­ма­ют­ся нашим ор­га­ном слуха – ухом. Раз­дел, ко­то­рый за­ни­ма­ет­ся в фи­зи­ке этими вол­на­ми, на­зы­ва­ет­ся аку­сти­ка. Про­фес­сия людей, ко­то­рых в про­сто­на­ро­дье на­зы­ва­ют слу­ха­ча­ми, на­зы­ва­ют аку­сти­ка­ми. Зву­ко­вая волна – это волна, рас­про­стра­ня­ю­ща­я­ся в упру­гой среде, это про­доль­ная волна, и, когда она рас­про­стра­ня­ет­ся в упру­гой среде, у нас че­ре­ду­ют­ся сжа­тие и раз­ря­же­ние. Пе­ре­да­ет­ся она с те­че­ни­ем вре­ме­ни на рас­сто­я­ние. К зву­ко­вым вол­нам от­но­сят­ся такие ко­ле­ба­ния, ко­то­рые осу­ществ­ля­ют­ся с ча­сто­той 20 Гц и 20 тыс. Гц. Я на­пи­са­ла, что этот диа­па­зон будет на­зы­вать­ся слы­ши­мый звук. Этим дли­нам волн со­от­вет­ству­ет в той среде, о ко­то­рой мы го­во­ри­ли, воз­дух при t = 20 °C со­от­вет­ству­ет 17 м длина волны и 20 тыс. Гц ча­сто­та – 17 мм. Су­ще­ству­ют еще такие диа­па­зо­ны, ко­то­ры­ми за­ни­ма­ют­ся аку­сти­ки, – ин­фра­зву­ко­вые и уль­тра­зву­ко­вые. Ин­фра­зву­ко­вые – это те, ко­то­рые имеют ча­сто­ту мень­ше 20 Гц. И уль­тра­зву­ко­вые – это те, ко­то­рые имеют ча­сто­ту боль­ше 20 тыс. Гц. Каж­дый об­ра­зо­ван­ный че­ло­век дол­жен ори­ен­ти­ро­вать­ся в диа­па­зоне ча­стот зву­ко­вых волн и знать, что если он пой­дет на УЗИ, то кар­тин­ка на экране ком­пью­те­ра будет стро­ить­ся с ча­сто­той боль­ше 20 тыс. Гц. Ин­фра­звук – тоже важ­ные волны, ко­то­рые ис­поль­зу­ют для ко­ле­ба­ний по­верх­но­сти (на­при­мер, чтобы раз­ру­шить ка­кие-ни­будь боль­шие объ­ек­ты). Мы за­пус­ка­ем ин­фра­звук в почву – и почва дро­бит­ся. Где такое ис­поль­зу­ет­ся? На­при­мер, на ал­маз­ных при­ис­ках, где берут руду, в ко­то­рых есть ал­маз­ные ком­по­нен­ты, и дро­бят на мел­кие ча­сти­цы, чтобы найти эти ал­маз­ные вкрап­ле­ния. Зна­чит, ско­рость звука за­ви­сит от усло­вий среды и тем­пе­ра­ту­ры. Я спе­ци­аль­но вы­пи­са­ла эти важ­ные рас­хож­де­ния, ко­то­рые про­ис­хо­дят с вол­ной, если мы берем дру­гую среду или уве­ли­чи­ва­ем тем­пе­ра­ту­ру. По­смот­ри­те, в воз­ду­хе ско­рость звука при t=0 °C V= 331 м/с, при t=1 °C ско­рость уве­ли­чи­ва­ет­ся на 1,7 с. Если вы – ис­сле­до­ва­тель, то вам могут при­го­дить­ся такие зна­ния. Вы, может быть, даже при­ду­ма­е­те ка­кой-ни­будь тем­пе­ра­тур­ный дат­чик, ко­то­рый будет фик­си­ро­вать или будет рас­хож­де­ния тем­пе­ра­ту­ры ме­рить путем из­ме­не­ния ско­ро­сти звука в среде. Я го­во­ри­ла: чем плот­нее среда, чем более се­рьез­ное вза­и­мо­дей­ствие между ча­сти­ца­ми среды, тем быст­рее рас­про­стра­ня­ет­ся волна. Мы в про­шлом па­ра­гра­фе об­су­ди­ли это на при­ме­ре воз­ду­ха су­хо­го и воз­ду­ха влаж­но­го. По­смот­ри­те, в воде ско­рость, для воды V = 1400 м/с. Звук, если мы его будем рас­про­стра­нять (сту­чать по ка­мер­то­ну, на­при­мер, или по же­лез­ке ка­ким-ни­будь пред­ме­том в воде и в воз­ду­хе), то ско­рость рас­про­стра­не­ния уве­ли­чи­ва­ет­ся почти в 4 раза. По воде ин­фор­ма­ция дой­дет быст­рее в 4 раза, чем по воз­ду­ху. А в стали и того быст­рее, по­смот­ри­те, V = 5000 м/с = 5 км/с. Я, чтобы вы это за­пом­ни­ли, спе­ци­аль­но на­пи­са­ла такой ма­я­чок – Илья Му­ро­мец. Вы зна­е­те из былин, что Илья Му­ро­мец поль­зо­вал­ся (да и все бо­га­ты­ри, да и обыч­ные рус­ские люди и маль­чи­ки РВС Гай­да­ра), поль­зо­ва­лись очень ин­те­рес­ным спо­со­бом об­на­ру­же­ния объ­ек­та, ко­то­рый идет да­ле­ко еще, при­бли­жа­ет­ся, но рас­по­ла­га­ет­ся еще да­ле­ко. Звук, ко­то­рый он из­да­ет при дви­же­нии – поезд либо кон­ни­ца вра­же­ская, еще не видно и не слыш­но этой кон­ни­цы. Илья Му­ро­мец, при­пав ухом к земле, может ее услы­шать. По­че­му? По­то­му что по твер­дой земле пе­ре­да­ет­ся звук с боль­шей ско­ро­стью, зна­чит, быст­рее дой­дет до уха Ильи Му­ром­ца и он смо­жет под­го­то­вить­ся к встре­че непри­я­те­ля. Самые ин­те­рес­ные зву­ко­вые волны – му­зы­каль­ные звуки и нему­зы­каль­ные шумы. Какие пред­ме­ты могут со­здать зву­ко­вые волны? Если мы возь­мем ис­точ­ник волны и упру­гую среду, если мы за­ста­вим ис­точ­ник звука ко­ле­бать­ся гар­мо­ни­че­ски, то у нас воз­ник­нет за­ме­ча­тель­ная зву­ко­вая волна, ко­то­рая будет на­зы­вать­ся – звук му­зы­каль­ный. Вы, зна­е­те эти ис­точ­ни­ки зву­ко­вых волн: на­при­мер, стру­ны у ги­та­ры или стру­ны у рояля. Это, может быть, зву­ко­вая волна, ко­то­рая со­зда­на в за­зо­ре воз­душ­ном трубы (на­при­мер, ор­га­на или трубы, ду­хо­вых ка­ких-ни­будь ин­стру­мен­тов). Из уро­ков му­зы­ки вы зна­е­те ноты: до, ре, ми, фа, соль, ля, си. На­зы­ва­ют­ся в аку­сти­ке тоны. Обо­зна­ча­ют­ся та­ки­ми бук­ва­ми. Самое уди­ви­тель­ное, что все пред­ме­ты, ко­то­рые могут из­да­вать тоны, у всех них будут осо­бен­но­сти. Чем они раз­ли­ча­ют­ся? Они раз­ли­ча­ют­ся дли­ной волны и ча­сто­той. Если эти зву­ко­вые волны со­зда­ют­ся не гар­мо­ни­че­ски зву­ча­щи­ми те­ла­ми или не свя­за­ны в общую ка­кую-то ор­кест­ро­вую пьесу, то такое ко­ли­че­ство зву­ков будет на­зы­вать­ся шумом. Ха­о­ти­че­ская смесь зву­ков – это шум. По­ня­тие шум есть бы­то­вое, есть фи­зи­че­ское, оно очень по­хо­же, и по­это­му мы его вво­дим как от­дель­ный важ­ный объ­ект рас­смот­ре­ния.

Пе­ре­хо­дим к ко­ли­че­ствен­ным оцен­кам зву­ко­вых волн. Какие у му­зы­каль­ных зву­ко­вых волн ха­рак­те­ри­сти­ки? Эти ха­рак­те­ри­сти­ки рас­про­стра­ня­ют­ся ис­клю­чи­тель­но на гар­мо­ни­че­ские му­зы­каль­ные ко­ле­ба­ния. Итак, гром­кость звука. Чем опре­де­ля­ет­ся гром­кость звука? Я здесь на­ри­со­ва­ла рас­про­стра­не­ние зву­ко­вой волны во вре­ме­ни или ко­ле­ба­ния ис­точ­ни­ка зву­ко­вой волны. Он рас­по­ла­га­ет­ся здесь и на­чи­на­ет ко­ле­бать­ся, при этом ко­леб­лет­ся гар­мо­ни­че­ски, вы­зы­ва­ет му­зы­каль­ный звук. При этом, если мы до­ба­ви­ли в си­сте­му не очень много звука (стук­ну­ли ти­хо­неч­ко по ноте фор­те­пи­а­но, на­при­мер), то будет тихий звук. Если мы гром­ко, вы­со­ко под­ни­мая руку, вы­зо­вем этот звук, сту­кая по кла­ви­ше, по­лу­чим гром­кий звук. От чего это за­ви­сит? По-мо­е­му, всем по­нят­но, что все будет за­ви­сеть от ам­пли­ту­ды ко­ле­ба­ния ис­точ­ни­ка звука. У ти­хо­го звука ам­пли­ту­да ко­ле­ба­ний мень­ше, чем у гром­ко­го звука А_т < А_гр.

Сле­ду­ю­щая важ­ная ха­рак­те­ри­сти­ка му­зы­каль­но­го звука и лю­бо­го дру­го­го – вы­со­та. От чего за­ви­сит вы­со­та звука? Вы­со­та за­ви­сит от ча­сто­ты. Мы можем за­ста­вить ис­точ­ник ко­ле­бать­ся часто, а можем за­ста­вить не очень быст­ро ко­ле­бать­ся, со­вер­шать за еди­ни­цу вре­ме­ни мень­шее ко­ли­че­ство ко­ле­ба­ний. По­смот­ри­те, как я это ма­те­ма­ти­че­ски на­ри­со­ва­ла на доске. Пер­вый низ­кий звук ко­леб­лет­ся таким об­ра­зом. Здесь раз­верт­ка во вре­ме­ни. Ко­ле­ба­ния про­ис­хо­дят тут, можно за­ста­вить стру­ну так ко­ле­бать­ся. Мы будем ко­ле­ба­ния опи­сы­вать таким об­ра­зом. При этом то вир­ту­аль­ное, то, чего нету, а есть толь­ко в нашем со­зна­нии, раз­верт­ка во вре­ме­ни, мы ее таким об­ра­зом на­ри­со­ва­ли.

У меня длина волны одной укла­ды­ва­ет­ся в такой про­ме­жу­ток вре­ме­ни. У вто­рой волны я спе­ци­аль­но ам­пли­ту­ду сде­ла­ла оди­на­ко­вой, чтобы гром­кость звука была оди­на­ко­вой. Ока­жет­ся, что если мы умуд­рим­ся за то же время со­вер­шить два ко­ле­ба­ния ис­точ­ни­ком звука, то звук по­лу­чит­ся вы­со­кий. По­это­му можно сде­лать ин­те­рес­ный вывод. Если че­ло­век поет басом, то у него ис­точ­ник звука (это го­ло­со­вые связ­ки) ко­леб­лет­ся в несколь­ко раз мед­лен­нее, чем у че­ло­ве­ка, ко­то­рый, на­при­мер, жен­щи­на, ко­то­рая поет со­пра­но. У нее чаще ко­леб­лют­ся го­ло­со­вые связ­ки, по­это­му вы­зы­ва­ют чаще очаги сжа­тия и раз­ря­же­ния в рас­про­стра­не­нии волны. Есть еще одна ин­те­рес­ная ха­рак­те­ри­сти­ка зву­ко­вых волн, ко­то­рую фи­зи­ки не изу­ча­ют. Это тембр. Вы зна­е­те и легко раз­ли­ча­е­те одну и ту же му­зы­каль­ную пьесу, ко­то­рую ис­пол­ня­ют на ба­ла­лай­ке или на ви­о­лон­че­ли. Чем от­ли­ча­ют­ся эти зву­ча­ния или чем от­ли­ча­ет­ся это ис­пол­не­ние? Мы по­про­си­ли в на­ча­ле экс­пе­ри­мен­та людей, ко­то­рые из­вле­ка­ют звуки, де­лать их при­мер­но оди­на­ко­вой ам­пли­ту­ды. Гром­кость звука чтобы была оди­на­ко­ва. Это так в ор­кест­ре, если не тре­бу­ет­ся вы­де­ле­ния ка­ко­го-то ин­стру­мен­та, все иг­ра­ют при­мер­но оди­на­ко­во, в оди­на­ко­вую силу. Так вот тембр ба­ла­лай­ки и ви­о­лон­че­ли от­ли­ча­ет­ся, по­то­му что звук, если бы мы его на­ри­со­ва­ли, ко­то­рый из­вле­ка­ют из од­но­го ин­стру­мен­та из дру­го­го, мы бы на­ри­со­ва­ли с по­мо­щью диа­грамм, то ничем бы не от­ли­чал­ся. Но вы легко от­ли­ча­е­те эти ин­стру­мен­ты по звуку. Еще один при­мер, по­че­му тембр важен. Два певца, ко­то­рые за­кан­чи­ва­ют один и тот же му­зы­каль­ный вуз, кон­сер­ва­то­рию, у оди­на­ко­вых пе­да­го­гов, учи­лись оди­на­ко­во хо­ро­шо на пя­тер­ки. По­че­му-то один ста­но­вит­ся вы­да­ю­щим­ся ис­пол­ни­те­лем, а дру­гой всю жизнь недо­во­лен своей ка­рье­рой, пы­та­ет­ся сде­лать что-то лучше. На самом деле это опре­де­ля­ет­ся ис­клю­чи­тель­но их ин­стру­мен­том, ко­то­рый вы­зы­ва­ет как раз го­ло­со­вые ко­ле­ба­ния в среде, т.е. у них от­ли­ча­ют­ся го­ло­са по темб­ру. Если тембр го­ло­са таков, что он вы­зы­ва­ет у всех осталь­ных людей ка­кие-то силь­ные эмо­ции (на­при­мер, самая про­стая эмо­ция – это му­раш­ки по коже бе­га­ют), если даже такое фи­зи­че­ское из­ме­не­ние среды при пе­ре­да­че от певца к вам в уши этого ко­ле­ба­ния вы­зы­ва­ет у вас из­ме­не­ние кож­но­го по­кро­ва, вы мо­же­те смело счи­тать, что этот че­ло­век – гений. Спа­си­бо за вни­ма­ние.