Дифракция звука и примеры его проявления в повседневной жизни. Ультразвуковой локации


Опубликованно 05.11.2018 00:15

Дифракция звука и примеры его проявления в повседневной жизни. Ультразвуковой локации

Явление дифракции характерно для всех волн, таких как электромагнитные или волны на поверхности воды. Эта статья о дифракции звука. Особенности этого явления и примеры его проявления в повседневной жизни и использовать человека. Звуковая волна

Прежде чем рассматривать дифракцию звука, необходимо сказать несколько слов о том, что звуковая волна. Это физический процесс передачи энергии в любом материальном носителе, без движения материи. Волны-это гармонические колебания частиц вещества, которые распространяются в окружающей среде. Например, в воздухе, эти колебания приводят к возникновению областей высокого и низкого давления, в твердом теле это поле напряжения сжатия и растяжения.

Звуковая волна распространяется в среде с определенной скоростью, которая зависит от свойств среды (температуры, плотности, и других). При 20 ОС в воздухе звук распространяется со скоростью примерно 340 м/с. Учитывая, что человек слышит частоты от 20 Гц до 20 кГц, мы можем определить соответствующий предел длин волн. Вы можете использовать формулу:

в = ф*?.

Где f-частота, а ? является их длина волны, а v-скорость. Подставляя приведенные выше цифры, то получается, что люди слышат длины волны в диапазоне от 1,7 см до 17 метров. Понятие о дифракции волн

Дифракция звука-это явление, которое состоит в изгиб волнового фронта, когда он встречает непрозрачную преграду на своем пути.

Яркий пример бытовых дифракции состоит в следующем: два человека находятся в разных комнатах квартиры и не видят друг друга. Когда один из них крикнул что-то другому, второй слышит звук, если его источник находится в проем, соединяющий комнаты.

Дифракция звука бывает двух типов: Огибания препятствий, меньших, чем длина волны. Как можно услышать довольно большой длины звуковых волн (до 17 метров), этот тип дифракции происходит часто в повседневной жизни. Изменение волнового фронта при прохождении через узкое отверстие. Всем известно, что если вы немного оставить дверь приоткрытой, то любой шум извне проникая в узкую щель чуть открытой двери, заполняет комнату. В отличие от дифракции света от звука

Поскольку мы говорим о те же явления, которые не зависят от природы волны, формула дифракции звука точно такие же, как для света. Например, при прохождении через щель в двери, можно написать условие для минимума аналогично дифракции Фраунгофера на узкой щели, что:

грех(?) = м*?/d, где М = ±1, 2, 3, ...

Здесь D-ширина зазора двери. Эта формула определяет площадь в комнате, где шум не будет слышен.

Различия между звуком и дифракции света являются чисто количественными. Тот факт, что длина волны света составляет несколько сотен нанометров (400-700 Нм), который в 100 000 раз меньше, чем длина самой маленькой волны звука. Явление дифракции проявляется, если размер волны и препятствия близко. По этой причине, в описанном выше примере, два человека в разных комнатах, не видя друг друга, но и слышать. Дифракции коротких и длинных волн

В предыдущем параграфе формулу для дифракции звука на щели при условии, что волновой фронт является плоским. Из формулы видно, что при постоянном значении D, угол ? будет тем меньше, чем короче волны, ? упадет на щели. Другими словами, короткие волны giragira хуже, чем длинные. Ниже приведены некоторые примеры, подтверждающие этот вывод. Когда человек выходит на улицу и идет к тому месту, где музыканты, что он слышит на первом низких частот (бас). Подойдя к музыкантам, он начинает слышать высокие частоты. Удар грома, который произошел недалеко от наблюдателя, кажется, довольно высокого (не путать с напряжением), чем тот же звук в несколько десятков километров от него.

Объяснение эффектов, отмеченных в этих примерах, заключается в большей способности низкочастотный звук diregiovani и меньше их способность впитываться в сравнении с высокими частотами. Ультразвуковой локации

Это метод анализа или спортивное ориентирование. В обоих случаях идея заключается в излучении ультразвуковых волн (?<1,7 см) источника, после отражения от объекта испытания и анализ отраженной волны приемника. Этот метод используется для анализа структуры дефекта твердых материалов, для изучения рельефа морских глубин и в некоторых других областях. С помощью ультразвуковой локации летучие мыши и дельфины ориентируются в пространстве.

Дифракция звука и местоположения УЗИ два сопутствующих явления. Чем меньше длина волны, тем хуже он дифрагирует. Кроме того, решением полученного отраженного сигнала напрямую зависит от длины волны. Явление дифракции не позволяет провести различие между двумя объектами, расстояние между которыми меньше длины дифрагированной волны. По этим причинам применяется ультразвуковая, а не звуковой или инфразвуковой локации. Автор: Валерий Савельев 3 ноября, 2018



Категория: Педагоги