Параграф 38 Физика 9 класс Пёрышкин | Конспект

Распространение звука. Звуковые волны

Звук распространяется через упругие среды — твёрдые, жидкие и газообразные. Это происходит благодаря передаче колебаний от одной частицы среды к другой. Например, в воздухе звук передаётся молекулами воздуха, которые передают свою энергию при столкновении. Если вокруг источника звука отсутствует среда, например, в вакууме, то звук не будет распространяться. Это можно наблюдать на опыте с телефоном под колоколом: когда откачивается воздух, звук звонка перестаёт быть слышен.

Упругие среды и проводимость звука

Звуковые волны лучше всего распространяются в упругих средах, таких как металл, стекло или вода. Жидкости и газы тоже могут проводить звук, но делают это хуже из-за более разреженной структуры. Скорость распространения звука зависит от свойств среды, её плотности и упругости. Например, металл передаёт звуки быстрее, чем воздух, из-за большей плотности и лучшей передачи энергии между молекулами.

Плохие проводники звука

Некоторые материалы, такие как войлок, пробка или синтетические полимеры, являются плохими проводниками звука. Они поглощают звуковые колебания и препятствуют их распространению. Эти материалы часто используются в строительстве для создания звукоизоляции. Звукоизоляционные материалы уменьшают уровень шума в помещениях, что важно для жилых зданий, театров и студий звукозаписи.

Скорость звука в разных средах

Скорость звука зависит от типа среды. В газах она меньше, чем в жидкостях, а в жидкостях меньше, чем в твёрдых телах. Например, в воздухе скорость звука составляет около 340 м/с, а в воде — около 1483 м/с. В твёрдых материалах, таких как металл, скорость звука может превышать 5000 м/с. Чем плотнее и упругее среда, тем быстрее передаётся звук, что объясняется взаимодействием молекул и передачей энергии между ними.

Влияние температуры на скорость звука

Скорость звука в газах увеличивается с повышением температуры. Это связано с тем, что при высокой температуре молекулы газа движутся быстрее и передают колебания друг другу быстрее. Например, при 0°C скорость звука в воздухе составляет 332 м/с, а при 100°C — уже 387 м/с. В твёрдых и жидких телах изменение температуры также влияет на скорость, но в меньшей степени, так как молекулы в этих средах расположены плотнее и взаимодействуют сильнее.

Определение скорости звука

Для вычисления скорости звука можно использовать формулу v = s/t, где s — расстояние, а t — время. Также применяются формулы, основанные на длине волны и частоте: v = λ/T или v = λf. Скорость звука в воздухе принимается за 340 м/с при стандартных условиях. В различных задачах учитываются свойства среды, температура и давление, чтобы более точно определить скорость звука.