f 10 30_skanjas
TRANSCRIPT
Puķītis MG: 104-110., Pr.D: 80.-87.;Šilters: 192.-202.;UZDK: 109.-111.lpp.
SkaņasSkaņas
LiteratūraŠilters E., Reguts V., Cābelis A.
Fizika 10. klasei. 192-202. lpp.
Puķītis P.Fizika 10. klasei104-110. lpp.
SatursSkaņu veidi.
Skaņas izplatīšanās ātrums un raksturlielumi.
Viļņu interference, rezonanse.
Doplera efekts.
SkaņaPar skaņām un skaņu viļņiem sauc tādu svārstību
izplatīšanos apkārtējā vidē, kuras rada elastības spēki.
Elastīgas svārstības, kuru frekvence ir no 16 Hz līdz 20 ooo Hz, var izraisīt dzirdes sajūtu
http://amityscience.wikispaces.com/Light+and+Sound+Energy
Infraskaņa – svārstības, kuru frekvence ir mazāka par 16-20 Hz.
Infraskaņa rodas īsu brīdi pirms zemestrīces vai vulkāna izvirduma. Dzīvnieki to sajūt un pamet bīstamo apgabalu. Arī pērkona zemo rūkoņu pavada infraskaņa, un tā ir ļoti spēcīga. Infraskaņu rada daudzi vibrējoši motori.
Zemo frekvenču svārstību iedarbībā cilvēks un daudzi dzīvnieki dažkārt sajūt neizprotamu nemieru.
Par dzirdamo skaņu pieņemts saukt cilvēka ausij uztveramās svārstības, kas izraisa skaņas sajūtu. Šo svārstību frekvenču diapazons ir robežas no 16-20 Hz līdz 16-20 kHz.
Skaņas skaļumu (intensitāti) mēra decibelos (dB). Cilvēkam visu uztveramo skaņu (runas, mūzikas, trokšņu) diapazons mainās no 0 dB (klusums) līdz 120 dB (neizturama dārdoņa).
Ultraskaņa – svārstības, kuru frekvence pārsniedz dzirdamo skaņu augšējo robežu (20 kHz).
Sikspārnis savu medījumu uztver ar ultraskaņas palīdzību.
Ultraskaņu rada un dzird daudzi dzīvnieki (suņi, delfīni). Lai gan cilvēks ultraskaņu nedzird, tomēr tā tiek plaši izmantota gan tehnikā, gan medicīnā (iekšējo orgānu apskatei).
Jūras dziļumu mēra ar eholotu – ierīci, kas raida un uztver ultraskaņas viļņus.
Skaņu izplatīšanāsCietās vielās –
kā šķērsviļņikā garenviļņi (ātrāk)Izplatīšanos ietekmē vielas blīvums, stiepes-spiedes
elastības modulis un bīdes elastības modulis.Šķidrumos – kā garenviļņi
Izplatīšanos ietekmē šķidruma blīvums, saspiežamības koeficients.
Gāzēs – kā garenviļņiIzplatīšanos ietekmē temperatūra.
Skaņas raksturlielumiĀtrums v [m/s]
Subjektīvi – skaļums (spiediens uz bungplēvīti), atkarīgs no amplitūdas
Skaņas intensitāte I - lielums, kas rāda enerģijas daudzumu, kāds laika vienībā izplūst caur skaņas izplatīšanās virzienam perpendikulāru laukuma vienību I = W/S [W/m2]
Ikdienā biežāk lieto - skaņas intensitātes līmenis L (dB)
Viela Ātrums, m/s
Visums (vakuums) neizplatās
gumija 40
gaiss 0º C 331
gaiss 20º C 343
hēlijs 965
ūdens 20º C 1 484
ledus ─4º C 3 230
betons 3 800
tērauds 5 100
dzelzs 5 200
Skaņas viļņu izplatīšanās ātrums dažādās vidēs ir atšķirīgs.
Šķidrumos un cietvielās, kas ir maz saspiežami un daudz elastīgāki par gāzēm – skaņas ātrums vienmēr ir lielāks.
Skaņas ātrums gāzēs nedaudz ir atkarīgs no temperatūras (palielinās, ja temperatūra pieaug). Piemēram, gaisā 20º C ātrums par 10 m/s lielāks nekā 0º C temperatūrā.
Vilnis atšķirīgās vidēs
Skaņa Intensitāte, dB
čuksti 20
saruna 40
telefona zvans 70
motorollera troksnis 80
vilciens 90
rokkoncerts 110
tuvs pērkona grāviens 110
sāpju slieksnis 120-130
lidmašīnas pacelšanās 170
Dzīvnieki Frekvence, Hz
KaķiSuņiZirgsZilonisGovsSikspārnisSienāzisGrauzējsValis un delfīnsRonis un jūras lauva
100 – 32 00040 – 46 00031 – 40 00016 – 12 00016 – 40 0001000 – 150 000100 – 50 0001000 – 100 00070 – 150 000200 – 55 000
1) Atstarošana – ja vilnis krīt uz šķērsli, tad uz robežvirsmas notiek viļņa atstarošanās.
α = β (atstarošanas leņķis β ir vienāds ar krišanas leņķi α)
α β
2) Laušana – ja vilnis krīt uz robežvirsmas starp divām dažādām vidēm.
α > γ, α < γα
γ
Zīmējumā – jūras viļņi, kas tuvojas piekrastes seklumam. Pelēkdzeltenā krāsā ir attēlots smilšu krasts un ar zilu – dziļākā jūras daļa, bet starp tiem smilšu seklums. Vietā, kur vilnis uzskrien seklumam, tas laužas: maina izplatības virzienu.
3) Difrakcija – vilnis apliecas ap šķērsli un šķēršļa izmēri ir nelieli salīdzinājumā ar viļņa garumu.
(Latīņu valodā “difraktus” – lauzts) Zīmējumā – viļņi uz jūras virsmas. Viļņi, kas tuvojas mums pa jūras virsmu, sastop savā ceļā šķērsli - lielu akmeni (kreisajā pusē), bet mazākais akmens (labajā pusē) vairs nav šķērslis viļņiem: tie to viegli apliec. Viļņu novirzi no taisnvirziena izplatības, t.i., apliekšanos ap šķērsli, sauc par difrakcijas parādību.
4) Interference – divu vai vairāku vienādas frekvences viļņu pārklāšanos, kuras rezultātā pārklāšanās apgabalā notiek amplitūdas pastiprināšanās.
Stāvviļņi
Stāvvilnis veidojas, ja vilnis savā ceļā sastop šķērsli un atstarojas no tā. (piemēram, viļņiem uz ūdens šāds šķērslis var izrādīties stāvs krasts vai mols. Un tad, stāvot krastā vai uz mola, novēro stāvviļņis, kas veidojas šķēršļa tuvumā).
Jūras krastā radušies stāvviļņi izveido “dīvainus pacēlumus un ieplakas
Stāvvilnis (melna) attēlots kā divu viļņu summa, kas (sarkana un zila), izplatīti pretējos virzienos.
http://www.youtube.com/watch?v=HpovwbPGEoo (Rubensa caurule)
Vienkāršākā muzikālā skaņa ir tonis – svārstības, kas norisinās tikai ar vienu nemainīgu frekvenci. Šo frekvenci sauc par toņa augstumu.
Toņkārta – do (frekvence ν = 264Hz), re (ν =297Hz), mi (ν = 330Hz), fa (ν = 352Hz), sol (ν = 396Hz), la (ν = 440Hz), si (ν = 495Hz).
Tembrs ir katra instrumenta skanējuma nokrāsa.
Troksnis ir dažāda skaļuma un augstuma skaņu vienlaikus skanējums.
sprādziens
cilvēka balss
klarnete
flauta
klavieres
Doplera efektsJa skaņas avots tuvojas skaņas uztvērējam, uztvertās
skaņas frekvence palielinās, ja attālinās – samazinās.
http://www.animations.physics.unsw.edu.au/jw/doppler.htm#example
KopsavilkumsSkaņu veidi – infraskaņa, dzirdamā skaņa, ultraskaņaViļņus raksturojošie lielumi:
[T] = s (sekunde) – periods, [ν] = Hz (hercs) – frekvence, [t] =s (sekunde) – laika intervāls, [N] – svārstību skaits[λ] = m (metrs) viļņa garums.[L] = dB (decibels) - intensitāte
Viļņu interference (pārklāšanās, veidojas stāvviļņi), rezonanse (izmanto mūzikas instrumentos).
Doplera efekts - skaņas frekvences izmaiņas atkarībā no kustības.
Materiāli papildus mācībāmPuķītis P. Fizika 10. klasei. 104-110. lpp.Puķītis P. Fizika 10. klasei. Praktiskie darbi. –80-87. lpp.Šilters E., Reguts V., Cābelis A. Fizika 10. klasei. 192-202.– lpp.UZDK: Dzērve U., Eidiņš I. Fizikas uzdevumu krājums 10. klasei. 109-
111.lpp.
Informācija krievu valodā:
http://www.interneturok.ru/ru/school/physics/9-klass/mehanicheskie-kolebaniya-i-volny/istochniki-zvuka-zvukovye-kolebanija-vysota-tembr-gromkost
http://www.interneturok.ru/ru/school/physics/9-klass/mehanicheskie-kolebaniya-i-volny/skorost-zvuka-otrazhenie-zvuka-eho-0
http://www.interneturok.ru/ru/school/physics/9-klass/mehanicheskie-kolebaniya-i-volny/reshenie-zadach-po-teme-mehanicheskie-kolebanija-i-volny-zvuk