Звуковые волны

Продольные и поперечные волны

Подвесим несколько одинаковых маятников один за другим на тонких нитях. В таком случае достаточно толкнуть только один маятник, чтобы привести в движение другие. В связи с этим колебания распространяются в пространстве с небольшим временным опозданием. Таким образом мы наблюдаем возникновение волны.

Имитация волны
Поперечные волны

Волны бывают продольные и поперечные. Поперечные волны двигаются перпендикулярно к плоскости колебаний. Примером поперечных волн являются морские волны (опыт с шарами также поперечные волны): отдельные частички воды двигаются вверх и вниз, т.е. вертикально, а сама волна двигается в горизонтальном направлении.

Продольные волны наоборот двигаются в ту же сторону, что и отдельные частицы. Если, например, сжать концы длинной пружины и потом снова отпустить, то колебания внутри пружины распространятся в виде продольных волн.

Продольные волны

Звуковые волны — это продольные волны. При вибрации будильника воздух сгущается вокруг будильника, и отдельные воздушные частицы начинают давить одна на другую. Этот сгусток воздуха, уже в виде звуковой волны, перемещается в горизонтальном направлении и, достигнув нашего уха, сообщит конкретный звук.

Распространение звуковых волн

Распространение звука

Звук распространяется, как свет, равномерно во всех направлениях. Только свет — это электромагнитные волны, которым не нужен переносчик. Так свет далекой звезды достигает Землю через вакуум космоса.

В вакууме звук не может распространяться, так как ему необходим переносчик — воздух, вода или твердые материалы.

Распространение звука в воздухе

Скорость звука

Распространение звуковой волны в переносчике звука занимает определенное время, которое зависит от физических параметров материала. В воздухе скорость звука составляет 340 м/с, в воде 1480 м/с, а в железе 5170 м/с.

Скорость звука в различных материалах

Эхо

Звуковые волны способны отражаться от больших предметов. Например, в горах звук отражается, в связи с чем возникает эхо.

Эхо

Реверберация

В больших пустых помещениях возникает реверберация (отзвук), что также является эхом. Только из-за сравнительно небольших расстояний эхо достигает нашего уха почти стразу после звука, который это эхо вызвал. Создается такой эффект, будто бы звук "растягивается".

Реверберация

Физика: