Ses kaynakları.
Ses titreşimleri
Ders özeti.
1. Organizasyon anı
Merhaba arkadaşlar! Dersimizin günlük pratikte geniş pratik uygulaması vardır. Bu nedenle cevaplarınız yaşamdaki gözlem becerilerinize ve gözlemlerinizi analiz etme yeteneğinize bağlı olacaktır.
2. Temel bilgilerin tekrarı.
Projektör ekranında 1, 2, 3, 4, 5 numaralı slaytlar görüntülenir (Ek 1).
Arkadaşlar karşınızda bir bulmaca var, çözdükten sonra dersin anahtar kelimesini öğreneceksiniz.
1. parça: fiziksel bir fenomeni adlandırın
2. parça: fiziksel süreci adlandırın
3. fragman: fiziksel bir niceliği adlandırın
4. parça: fiziksel bir cihazı adlandırın
R | Z | N | ||||||||
İÇİNDE | ||||||||||
sen | ||||||||||
İLE |
Vurgulanan kelimeye dikkat edin. Bu kelime “SES”tir, dersin anahtar kelimesidir. Dersimiz ses ve ses titreşimlerine ayrılmıştır. Yani dersin konusu “Ses kaynakları. Ses titreşimleri" Ders sırasında sesin kaynağının ne olduğunu, ses titreşimlerinin ne olduğunu, oluşumunu ve bazılarını öğreneceksiniz. pratik uygulamalar hayatında.
3. Yeni materyalin açıklanması.
Bir deney yapalım. Deneyin amacı: Sesin nedenlerini bulmak.
Metal bir cetvelle deneme yapın(Ek 2).
Ne gözlemledin? Ne sonuca varılabilir?
Çözüm: titreşen bir cisim ses yaratır.
Aşağıdaki deneyi yapalım. Deneyin amacı: Sesin her zaman titreşen bir cisim tarafından üretilip üretilmediğini bulmak.
Önünüzde gördüğünüz cihazın adı çatal.
Diyapazon ve ipe asılı tenis topuyla deney yapın(Ek 3) .
Diyapazonun çıkardığı sesi duyarsınız ancak diyapozonun titreşimi fark edilmez. Diyapazonun salınım yaptığından emin olmak için onu dikkatlice bir iplik üzerinde asılı duran gölgeli bir topa doğru hareket ettiriyoruz ve diyapozonun salınımlarının periyodik olarak hareket etmeye başlayan topa aktarıldığını göreceğiz.
Çözüm: Ses, titreşen herhangi bir cisim tarafından üretilir.
Bir ses okyanusunda yaşıyoruz. Ses, ses kaynakları tarafından oluşturulur. Sesin hem yapay hem de doğal kaynakları vardır. İLE doğal kaynaklar ses dahil ses telleri (Ek 1 - slayt No. 6) Soluduğumuz hava akciğerlerden dışarı çıkar. solunum yolu gırtlak içine. Larinks ses tellerini içerir. Dışarıya verilen havanın basıncı altında salınmaya başlarlar. Rezonatörün rolü ağız ve burun boşluklarının yanı sıra göğüs tarafından da oynanır. Açık konuşma için ses telleri dil, dudaklar, yanaklar, yumuşak damak ve epiglot da gereklidir.
Doğal ses kaynakları arasında sivrisinek, sinek ve arı vızıltıları da yer alır ( kanatlar çırpınıyor).
Soru:sesi ne yaratır?
(Topun içindeki hava sıkıştırılmış halde basınç altındadır. Daha sonra hızla genişleyerek bir ses dalgası oluşturur.)
Yani ses sadece salınan değil aynı zamanda hızla genişleyen bir cisim yaratır. Açıkçası, sesin meydana geldiği tüm durumlarda, hava katmanları hareket eder, yani bir ses dalgası ortaya çıkar.
Ses dalgası görünmezdir, yalnızca duyulabilir ve ayrıca fiziksel aletlerle kaydedilebilir. Bir ses dalgasının özelliklerini kaydetmek ve incelemek için şu anda fizikçiler tarafından araştırma amacıyla yaygın olarak kullanılan bir bilgisayar kullanacağız. Bilgisayara özel bir araştırma programı kurulur ve ses titreşimlerini alan bir mikrofon bağlanır (Ek 4). Ekrana bakın. Gördüğünüz ekranda grafik gösterimi ses titreşimi. Nedir bu program? (sinüzoid)
Tüylü bir diyapazonla bir deney yapalım. Diyapazona lastik bir tokmakla vuruyoruz. Öğrenciler diyapazonun titreşimini görüyor ancak herhangi bir ses duymuyorlar.
Soru:Neden titreşimler var ama sesi duymuyorsunuz?
Görünüşe göre arkadaşlar, insan kulağı 16 Hz'den Hz'e kadar olan ses aralıklarını algılıyor, bu duyulabilir ses.
Bunları bir bilgisayar aracılığıyla dinleyin ve aralığın frekanslarındaki değişimi fark edin (Ek 5). Ses salınımlarının frekansı değiştiğinde (salınım süresi azalır ve dolayısıyla frekans artar) sinüzoidin şeklinin nasıl değiştiğine dikkat edin.
İnsan kulağının duyamayacağı sesler vardır. Bunlar infrason (salınım aralığı 16 Hz'den az) ve ultrasondur (aralık Hz'den büyük). Tahtada frekans aralıklarının bir diyagramını görüyorsunuz, not defterinize çizin (Ek 5). Bilim adamları kızılötesi ve ultrason üzerinde çalışarak çok şey keşfettiler ilginç özellikler bu ses dalgaları. Bunlar hakkında ilginç gerçekler Sınıf arkadaşlarınız bize anlatacak (Ek 6).
4. Çalışılan materyalin konsolidasyonu.
Sınıfta öğrenilen materyali pekiştirmek için DOĞRU-YANLIŞ oyununu oynamanızı öneririm. Ben durumu okuyorum ve siz de DOĞRU veya YANLIŞ yazan bir tabelayı kaldırıp cevabınızı açıklıyorsunuz.
Sorular. 1. Sesin kaynağının salınan herhangi bir cisim olduğu doğru mu? (Sağ).
2. İnsanlarla dolu bir salonda müziğin sesinin boş bir salondakinden daha yüksek olduğu doğru mu? (Yanlış çünkü boş salon bir titreşim rezonatörü görevi görüyor).
3. Sivrisineğin yaban arısından daha hızlı kanat çırptığı doğru mu? (Doğru çünkü sivrisineğin çıkardığı ses daha yüksek olduğundan kanat titreşimlerinin frekansı da daha yüksektir).
4. Sondaj yapan bir diyapazonun ayağı masanın üzerine konulduğunda titreşimlerinin daha hızlı söndüğü doğru mu? (Doğru çünkü diyapazonun titreşimleri masaya iletiliyor).
5. Bu doğru mu? yarasalar sesli görüyor musun? (Doğru, çünkü yarasalar ultrason yayar ve sonra yansıyan sinyali dinler).
6. Bazı hayvanların kızılötesi ses kullanarak depremleri "tahmin ettiği" doğru mu? (doğru, örneğin filler depremi birkaç saat önceden hissederler ve aşırı derecede heyecanlanırlar).
7. İnfrasonun neden olduğu doğru mu? zihinsel bozukluklar insanlarda mı? (bu doğru, Marsilya'da (Fransa) yanında bilim merkezi Küçük bir fabrika kuruldu. Piyasaya sürülmesinden kısa bir süre sonra bilimsel laboratuvarlar garip fenomenler keşfetti. Birkaç saat onun odasında kaldıktan sonra araştırmacı tamamen aptallaştı: basit bir problemi bile çözmekte zorluk çekiyordu).
Ve sonuç olarak, kesilmiş harflerden yeniden düzenleyerek şunu elde etmenizi öneririm: anahtar kelimeler ders.
KVZU – SES
RAMTNOCKE – AYAR ÇATALI
TRYAKZUVLU – ULTRASON
FRAKVZUNI - İNFRASOUND
OKLABEINYA – SALINIMLAR
5. Dersin özetlenmesi ve ödev.
Ders özeti. Ders sırasında şunu öğrendik:
Titreşen her cisim ses yaratır;
Ses havada ses dalgaları şeklinde yayılır;
Sesler duyulabilir ve duyulamaz;
Ultrason, titreşim frekansı 20 kHz'in üzerinde olan duyulamayan bir sestir;
Infrasound, salınım frekansı 16 Hz'nin altında olan duyulamayan bir sestir;
Ultrason bilim ve teknolojide yaygın olarak kullanılmaktadır.
Ev ödevi:
1. §34, örn. 29 (Peryshkin 9. sınıf)
2. Mantık yürütmeye devam edin:
Şunların sesini duyuyorum: a) sinekler; b) düşmüş bir nesne; c) fırtınalar, çünkü...
Sesi duymuyorum: a) tırmanan bir güvercinden; b) gökyüzünde süzülen bir kartaldan, çünkü...
Ses, mekanik titreşimlerden kaynaklanır elastik ortam frekansları 20 Hz ila 20 kHz aralığında olan ve insan kulağının algılayabildiği cisimler.
Buna göre belirtilen frekanslardaki bu mekanik titreşime ses ve akustik adı verilir. Duyulmamış mekanik titreşimler frekansları ses aralığının altında olanlara infrasonik, frekansları ses aralığının üzerinde olanlara ise ultrasonik denir.
Bir hava pompasının çanının altına ses çıkaran bir cisim, örneğin bir elektrikli zil yerleştirilirse, hava dışarı pompalandıkça ses giderek zayıflayacak ve sonunda tamamen duracaktır. Sondaj yapan gövdeden gelen titreşimlerin iletimi hava yoluyla gerçekleşir. Sondaj gövdesinin salınımları sırasında dönüşümlü olarak gövde yüzeyine bitişik havayı sıkıştırdığını, aksine bu katmanda bir vakum oluşturduğunu belirtelim. Böylece sesin havada yayılması, titreşen cismin yüzeyindeki hava yoğunluğunun dalgalanmalarıyla başlar.
Müzik tonu. Hacim ve perde
Kaynağın harmonik bir salınım yaptığında duyduğumuz sese müzik tonu veya kısaca ton denir.
Herhangi bir müzik tonunda kulak yoluyla iki niteliği ayırt edebiliriz: ses şiddeti ve perde.
En basit gözlemler bizi herhangi bir perdedeki tonların titreşimlerin genliği tarafından belirlendiğine ikna eder. Diyapazonun sesi, ona vurulduktan sonra giderek azalır. Bu, salınımların sönümlenmesiyle birlikte meydana gelir; genliklerinde bir azalma ile. Diyapazona daha sert vurarak, yani. Titreşimlere daha büyük bir genlik vererek, zayıf bir darbeye göre daha yüksek bir ses duyacağız. Aynı şey bir telde ve genel olarak herhangi bir ses kaynağında da gözlemlenebilir.
Farklı boyutlarda birkaç diyapazon alırsak, bunları artan perdeye göre kulak yoluyla düzenlemek zor olmayacaktır. Böylece boyutları ayarlanacak: En büyük diyapazon en düşük sesi, en küçüğü ise en yüksek sesi verir. Böylece bir tonun perdesi titreşimin frekansı tarafından belirlenir. Frekans ne kadar yüksek olursa ve dolayısıyla salınım süresi ne kadar kısa olursa, duyduğumuz ses de o kadar yüksek olur.
Akustik rezonans
Rezonans olgusu herhangi bir frekanstaki mekanik titreşimlerde, özellikle ses titreşimlerinde gözlemlenebilir.
İki özdeş diyapazonu, monte edildikleri kutuların delikleri birbirine bakacak şekilde yan yana yerleştirelim. Diyapazonların sesini güçlendirdikleri için kutulara ihtiyaç vardır. Bu, diyapazon ile kutunun içindeki hava sütunları arasındaki rezonans nedeniyle meydana gelir; dolayısıyla kutulara rezonatörler veya rezonans kutuları denir.
Diyapazonlardan birine vuralım ve ardından parmaklarımızla boğalım. İkinci diyapazonun nasıl ses çıkardığını duyacağız.
İki farklı diyapazonu ele alalım; farklı adımlarla deneyin ve deneyi tekrarlayın. Artık diyapazonların her biri artık başka bir diyapazonun sesine yanıt vermeyecektir.
Bu sonucu açıklamak zor değil. Bir diyapazonun titreşimleri, ikinci diyapazon üzerinde bir miktar kuvvetle hava yoluyla etki ederek onun zorlanmış titreşimlerini gerçekleştirmesine neden olur. Diyapazon 1 harmonik bir salınım gerçekleştirdiğinden, diyapazon 2'ye etki eden kuvvet, akort çatalı 1'in frekansı ile harmonik salınım yasasına göre değişecektir. Eğer kuvvetin frekansı farklıysa, o zaman zorunlu salınımlar o kadar zayıf olacak ki onları duymayacağız.
Gürültüler
Titreşim periyodik olduğunda bir müzik sesi (nota) duyarız. Örneğin bu tür ses bir piyano teli tarafından üretilir. Aynı anda birden fazla tuşa basarsanız; birkaç notayı seslendirdiğinizde, müzikal ses hissi kalacaktır, ancak ünsüz (kulağa hoş gelen) ve uyumsuz (hoş olmayan) notalar arasındaki fark açıkça ortaya çıkacaktır. Periyotları küçük sayılar oranında olan notaların ünsüz olduğu ortaya çıktı. Örneğin, 2:3 (beşinci), 3:4 (kuantum), 4:5 (majör üçüncü) vb. periyot oranlarıyla uyum elde edilir. Dönemler şu şekilde ilişkili ise büyük sayılar, örneğin 19:23, o zaman sonuç uyumsuzluktur - müzikal, ancak hoş olmayan ses. Aynı anda birden fazla tuşa basarsak salınımların periyodikliğinden daha da uzaklaşırız. Ses zaten gürültüye benzer olacaktır.
Gürültü, salınım şeklinin güçlü periyodik olmaması ile karakterize edilir: ya uzun bir salınımdır, ancak şekli çok karmaşıktır (tıslama, gıcırtı) ya da bireysel emisyonlar (tıklamalar, çarpmalar). Bu açıdan bakıldığında gürültülerin aynı zamanda ünsüz harflerle (tıslama, dudak gibi) ifade edilen sesleri de içermesi gerekir.
Her durumda, gürültü titreşimleri farklı frekanslara sahip çok sayıda harmonik titreşimden oluşur.
Böylece harmonik titreşimin spektrumu tek bir frekanstan oluşur. Periyodik bir salınım için spektrum bir dizi frekanstan oluşur - ana frekans ve onun katları. Ünsüz ünsüzlerde, ana frekansların küçük tamsayılarla ilişkili olduğu, bu tür birkaç frekans kümesinden oluşan bir spektruma sahibiz. Uyumsuz ünsüzlerde temel frekanslar artık bu kadar basit ilişkiler içinde değildir. Spektrumda ne kadar farklı frekanslar varsa gürültüye o kadar yaklaşırız. Tipik gürültüler, çok fazla frekansın bulunduğu spektrumlara sahiptir.
Ses kaynakları. Ses titreşimleri
İnsan seslerin dünyasında yaşıyor. İnsanlar için ses bir bilgi kaynağıdır. İnsanları tehlikelere karşı uyarır. Müzik biçimindeki ses, kuşların cıvıltısı bize keyif verir. Bir kişiyi dinlemekten memnuniyet duyarız hoş bir sesle. Sesler yalnızca insanlar için değil aynı zamanda iyi ses algılamanın hayatta kalmalarına yardımcı olduğu hayvanlar için de önemlidir.
Ses- bunlar mekanik elastik dalgalar Gazlarda, sıvılarda, katılarda yayılma görünmez olan ancak insan kulağı tarafından algılananlar (dalga kulak zarını etkiler). Ses dalgası boyuna dalga sıkıştırma ve seyrekleşme.
Sesin nedeni- vücutların titreşimi (salınımları), ancak bu titreşimler genellikle gözümüzle görünmez.
ÇATAL- Bu U şeklinde metal plaka vurulduktan sonra uçları titreyebilir. Yayınlandı Diyapazon ses çok zayıf ve yalnızca kısa mesafeden duyulabiliyor. Rezonatör- Sesi güçlendirmeye yarayan, üzerine diyapazon takılabilen ahşap bir kutu. Bu durumda ses emisyonu sadece diyapazondan değil aynı zamanda rezonatörün yüzeyinden de meydana gelir. Bununla birlikte, rezonatördeki diyapazon sesinin süresi, onsuz olduğundan daha kısa olacaktır.
Boşluk yaratırsak sesleri ayırt edebilecek miyiz? Robert Boyle 1660 yılında cam bir kavanoza saat yerleştirdi. Havayı dışarı pompaladıktan sonra ses duymadı. Deneyim bunu kanıtlıyor Sesin yayılması için ortama ihtiyaç vardır.
Ses aynı zamanda sıvı ve katı ortamlarda da yayılabilir. Su altında taşların çarpma sesi net bir şekilde duyulabiliyor. Saati ahşap tahtanın bir ucuna yerleştirin. Kulağınızı diğer uca yerleştirdiğinizde saatin tik taklarını net bir şekilde duyabilirsiniz.
Sesin kaynağı zorunlu olarak salınan cisimlerdir. Örneğin gitarın teli normal haliyle ses çıkarmaz ama onu titreştirdiğimiz anda bir ses dalgası ortaya çıkar.
Ancak deneyimler, salınan her cismin bir ses kaynağı olmadığını göstermektedir. Örneğin bir ipin üzerine asılan ağırlık ses çıkarmaz. Ses kaynakları- fiziksel bedenler dalgalanan, yani saniyede 16 ila 20.000 kez titreşir veya titreşir. Bu tür dalgalara denir ses.Titreşen gövde katı bir ip veya tel gibi katı olabilir. yer kabuğu gaz halinde, örneğin nefesli müzik aletlerindeki hava akışı veya sıvı, örneğin su üzerindeki dalgalar.
Frekansı 16 Hz'den küçük olan salınımlara denir kızılötesi. Frekansı 20.000 Hz'den büyük olan salınımlara denir ultrason.
ses dalgası(ses titreşimleri), uzayda iletilen bir maddenin (örneğin hava) moleküllerinin mekanik titreşimleridir. Ses dalgalarının uzayda nasıl yayıldığını hayal edelim. Uzayda belirli bir noktada havanın hareket etmesine ve titreşimlerine neden olan bazı bozulmalar (örneğin bir hoparlör konisinin veya gitar telinin titreşimi sonucu) sonucunda, havanın hareket etmesi nedeniyle bu yerde bir basınç düşüşü meydana gelir. hareket sırasında sıkışır, aşırı basınç oluşur ve çevredeki hava katmanlarını iter. Bu katmanlar sıkıştırılır ve bu da yine aşırı basınç oluşturarak komşu hava katmanlarını etkiler. Yani uzaydaki ilk rahatsızlık sanki bir zincir boyunca bir noktadan diğerine aktarılıyor. Bu süreç, bir ses dalgasının uzayda yayılma mekanizmasını açıklar. Havada dalgalanmalar (salınımlar) yaratan cisimlere denir. ses kaynağı.
Hepimizin aşina olduğu kavram “ ses" sadece insan işitme cihazı tarafından algılanan bir dizi ses titreşimi anlamına gelir. Bir kişinin hangi titreşimleri algılayıp hangilerini algılamadığını daha sonra konuşacağız.
Ses özellikleri.
Ses titreşimleri ve genel olarak tüm titreşimler, fizikten bilindiği gibi, genlik (yoğunluk), frekans ve faz ile karakterize edilir.
Bir ses dalgası çok çeşitli mesafelere yayılabilir. 10-15 km'den silah sesleri, 2-3 km'den atların kişnemeleri ve köpek havlamaları, birkaç metreden ise fısıltılar duyulabiliyor. Bu sesler hava yoluyla iletilir. Ancak yalnızca hava ses iletkeni olamaz.
Kulağınızı raylara dayadığınızda yaklaşan trenin sesini çok daha erken ve zamanında duyabilirsiniz. daha büyük mesafe. Bu, metalin sesi havadan daha hızlı ve daha iyi ilettiği anlamına gelir. Su aynı zamanda sesi de iyi iletir. Suya daldığınızda, sörf sırasında taşların birbirine çarpma sesini, çakıl taşlarının sesini net bir şekilde duyabilirsiniz.
Suyun özelliği - sesi iyi iletir - savaş sırasında denizde keşif yapmak ve deniz derinliklerini ölçmek için yaygın olarak kullanılır.
Ses dalgalarının yayılması için gerekli bir koşul varlığıdır. maddi ortam. Bir boşlukta ses dalgaları titreşim kaynağından etkileşimi ileten parçacıklar olmadığından yayılmaz.
Bu nedenle atmosfer eksikliği nedeniyle Ay'da tam bir sessizlik hüküm sürüyor. Bir gök taşının yüzeyine düşüşü bile gözlemci tarafından duyulamaz.
Ses dalgalarıyla ilgili olarak yayılma hızı gibi bir özellikten bahsetmek çok önemlidir.
Ses her ortamda farklı hızlarda yayılır.
Sesin havadaki hızı yaklaşık 340 m/s'dir.
Sesin sudaki hızı 1500 m/s'dir.
Metallerde, çelikte sesin hızı 5000 m/s'dir.
Sıcak havada sesin hızı soğuk havaya göre daha fazladır, bu da sesin yayılma yönünün değişmesine neden olur.
Sesin perdesi, tınısı ve düzeyi
Sesler farklı. Sesi karakterize etmek için özel miktarlar tanıtılır: sesin hacmi, perdesi ve tınısı.
Sesin şiddeti titreşimlerin genliğine bağlıdır: titreşimlerin genliği ne kadar büyük olursa ses de o kadar yüksek olur. Ayrıca ses şiddetinin kulağımız tarafından algılanması, ses dalgasındaki titreşimlerin frekansına da bağlıdır. Yüksek frekanslı dalgalar daha yüksek sesle algılanır.
Ses şiddeti birimi 1 Bel'dir (telefonun mucidi Alexander Graham Bell'in onuruna). Bir sesin şiddeti, işitilebilirlik eşiğinin 10 katı ise 1 B'dir.
Pratikte ses yüksekliği desibel (dB) cinsinden ölçülür.
1 dB = 0,1B. 10 dB – fısıltı; 20–30 dB – konutlarda gürültü standardı;
50 dB – orta ses seviyesinde konuşma;
70 dB – daktilo gürültüsü;
80 dB – çalışan bir kamyon motorunun gürültüsü;
120 dB – 1 m mesafede çalışan bir traktörün gürültüsü
130 dB – ağrı eşiği.
180 dB'den yüksek ses, kulak zarı yırtılmasına bile neden olabilir.
Ses frekansı Dalganın perdesi perdeyi belirler. Bir ses kaynağının titreşim frekansı ne kadar yüksek olursa ürettiği ses de o kadar yüksek olur. İnsan sesleri perde açısından çeşitli aralıklara bölünmüştür.
Farklı gelen sesler x kaynakları bir koleksiyondur harmonik titreşimler farklı frekanslar. En çok bileşenEn düşük periyoda (en düşük frekansa) temel ton denir. Sesin geri kalan bileşenleri armonilerdir. Bu bileşenlerin seti renk oluştururku, sesin tınısı. Farklı insanların seslerindeki tonlamalar en azından biraz farklıdır.bu özellikle tınıyı belirler bu sesler.
Efsaneye göre Pythago hepsi art arda düzenlenmiş müzik sesleri, kırılıyorbu seri parçalara (oktavlara) bölünmüştür ve
oktav - 12 parçaya (7 ana parça)yeni ve 5 yarım ton). Toplamda 10 oktav vardır, genellikle çalarken müzik eserleri 7–8 oktav kullanılır. Frekansı 3000 Hz'den fazla olan sesler müzik tonu olarak kullanılmaz; çok keskin ve tizdir.
Dünya çok çeşitli seslerle doludur: saatlerin tik takları ve motorların uğultusu, yaprakların hışırtısı ve rüzgarın uğultusu, kuşların cıvıltısı ve insan sesleri. İnsanlar seslerin nasıl doğduğunu ve ne olduklarını çok uzun zaman önce tahmin etmeye başladılar. Antik Yunan filozofu ve ansiklopedist Aristoteles bile gözlemlere dayanarak sesin doğasını doğru bir şekilde açıkladı ve sondaj yapan bir cismin havanın alternatif olarak sıkıştırılmasını ve seyrekleşmesini yarattığına inanıyordu. Geçen yıl yazar sesin doğası sorunu üzerinde çalıştı ve tamamladı. araştırma çalışması: Bir bardak su kullanılarak bir müzik gamının ses frekanslarının hesaplandığı “Sesler Dünyasında”.
Ses niceliklerle karakterize edilir: frekans, dalga boyu ve hız. Aynı zamanda genlik ve hacim ile de karakterize edilir. Bu nedenle, çeşitli seslerin ve onun çeşitli tonlarının olduğu bir dünyada yaşıyoruz.
Önceki çalışmanın sonunda temel soru: Evde sesin hızını belirlemenin yolları var mı? Bu nedenle sorunu formüle edebiliriz: Sesin hızını belirlemenin yollarını veya bir yolunu bulmamız gerekiyor.
Ses doktrininin teorik temelleri
Sesler dünyası
Do-re-mi-fa-sol-la-si
Seslerin gamması. Kulaktan bağımsız olarak varlar mı? Sadece mi öznel duygular ve sonra dünyanın kendisi sessiz mi kalıyor, yoksa gerçekliğin zihnimizdeki bir yansıması mı? Eğer ikincisiyse, o zaman biz olmasak bile dünya bir ses senfonisiyle çınlayacak.
Efsane ayrıca farklı denklemlere karşılık gelen sayısal ilişkilerin keşfini Pisagor'a (MÖ 582-500) atfeder. müzikal sesler. Birkaç işçinin demir dövdüğü bir ocağın önünden geçen Pisagor, seslerin beşinci, dördüncü ve oktav oranında olduğunu fark etti. Demirhaneye girdiğinde, oktavı veren çekicin, en ağır çekiçle karşılaştırıldığında, ikincisinin 1/2'si, beşinciyi veren çekicin ise 2/3'ü kadar ağırlığa sahip olduğuna ikna oldu. çeyrek ağır çekicin 3/4'üne eşit bir ağırlığa sahipti. Eve döndükten sonra Pisagor, ağırlıkları 1/2: 2/3: 3/4 ile orantılı olan telleri uçlarına astı ve iddiaya göre tellere vurulduğunda aynı müzik aralıklarını ürettiğini buldu. Efsane fiziksel olarak eleştiriye dayanmıyor, örs farklı çekiçlerle vurulduğunda kendi tek ve aynı tonunu üretiyor ve tel titreşim yasaları efsaneyi doğrulamıyor. Ancak her halükarda efsane, eski uyum öğretilerinden bahsediyor. Pisagorcuların müzik alanındaki erdemleri şüphesizdir. Sondaj yapan bir telin tonunu uzunluğunu ölçerek ölçmek gibi verimli bir fikir ortaya attılar. Kapağında gerilmiş bir ip bulunan sedir tahtalarından yapılmış bir kutu olan “monokord” cihazını biliyorlardı. Bir tele vurduğunuzda belirli bir ton üretir. Teli ikiye bölüp ortasından üçgen bir çiviyle desteklerseniz daha tiz bir ton üretecektir. Ana tona o kadar benziyor ki, aynı anda çalındığında neredeyse tek bir tonda birleşiyorlar. Müzikte iki tonun ilişkisi bir aralıktır. Tel uzunluk oranı 1/2:1 olduğunda aralığa oktav adı verilir. Pisagor tarafından biliniyor Monokord çivisi tellerin sırasıyla 2/3 veya 3/4'ünü ayıracak şekilde hareket ettirilirse beşli ve dörtlü aralıklar elde edilir.
Yedi numaraya gelince, yarı dini, yarı mistik nitelikteki insanların daha da eski ve gizemli fikirleriyle ilişkilidir. Ancak büyük olasılıkla bu, ay ayının astronomik olarak yedi günlük dört haftaya bölünmesinden kaynaklanmaktadır. Bu sayı binlerce yıldır ortaya çıkıyor çeşitli efsaneler. Bunu Mısırlı Ahmes tarafından MÖ 2000 yılında yazılan eski bir papirüste buluyoruz. Bu ilginç belgenin başlığı: "Tüm gizli şeylerin bilgisini edinme talimatları." Diğer şeylerin yanı sıra, burada "merdivenler" adı verilen gizemli bir sorunla karşılaşıyoruz. Yedi sayısının kuvvetlerini temsil eden bir sayı merdiveninden bahsediyor: 7, 49, 343, 2401, 16,807. Her sayının altında bir hiyeroglif resmi var: kedi, fare, arpa, ölçü. Papirüs bu soruna dair bir ipucu vermiyor. Ahmes papirüsünün modern yorumcuları sorunun durumunu şu şekilde çözmektedir: Yedi kişinin yedi kedisi vardır, her kedi yedi fare yer, her fare yedi başak arpa yiyebilir, her kulak yedi ölçek tahıl yetiştirebilir. Kediler ne kadar tahıl biriktirecek? Neden 40 yüzyıl önce önerilen üretim içeriğiyle ilgili bir sorun olmasın?
Modern Avrupa müzik skalası yedi tonludur, ancak her zaman değil ve tüm halklarda yedi tonlu bir skala yoktu. Yani örneğin Antik Çin Beş tonluk bir ölçek kullanıldı. Ayarlama tekdüzeliği amacıyla, bu referans tonunun perdesi uluslararası anlaşmayla kesin olarak beyan edilmelidir. 1938'den bu yana 440 Hz frekansına (saniyede 440 titreşim) karşılık gelen bir ton bu temel ton olarak benimsenmiştir. Aynı anda çıkan birkaç ton bir müzik akoru oluşturur. Mutlak perde adı verilen kişiler bir akordaki bireysel tonları duyabilirler.
Elbette çoğunlukla insan kulağının yapısını biliyorsunuz. Kısaca hatırlayalım. Kulak üç bölümden oluşur: 1) kulak zarıyla biten dış kulak; 2) üç işitsel kemikçik yardımıyla orta kulak: çekiç, örs ve üzengi, kulak zarının titreşimlerini iç kulağa iletir; 3) iç kulak veya labirent yarım daire kanallarından ve kokleadan oluşur. Koklea ses alıcı bir aparattır. İç kulak, içine taşınan sıvı (lenf) ile doludur. salınım hareketiüzengi demirinin membrana darbeleri, labirentin kemik kapsülündeki oval pencereyi sıkıştırır. Kohleayı tüm uzunluğu boyunca iki parçaya bölen septumda, uzunluğu giderek artan en ince sinir lifleri enine sıralar halinde bulunur.
Seslerin dünyası gerçek! Ancak elbette bu dünyanın herkeste aynı duyguları uyandırdığını düşünmemek gerekir. Başkalarının sesleri sizinle tamamen aynı şekilde algılayıp algılamadığını sormak, soruyu sormanın bilimsel bir yolu değildir.
1. 2. Ses kaynakları. Ses titreşimleri
Etrafımızdaki seslerin dünyası çok çeşitlidir - insanların ve müziğin sesleri, kuşların şakıması ve arıların uğultusu, fırtına sırasında gök gürültüsü ve rüzgarda ormanın gürültüsü, geçen arabaların, uçakların sesi vb.
Tüm seslerin ortak özelliği, onları üreten cisimlerin, yani ses kaynaklarının titreşmesidir.
Bir mengeneye sabitlenmiş elastik bir metal cetvel, uzunluğu belirli bir şekilde seçilen serbest kısmı salınım hareketine getirilirse ses çıkaracaktır. İÇİNDE bu durumda Ses kaynağının titreşimleri açıktır.
Ancak salınan her cisim bir ses kaynağı değildir. Örneğin bir iplik veya yay üzerinde asılı duran salınımlı bir ağırlık ses çıkarmaz. Metal bir cetveli bir mengene içinde yukarıya doğru hareket ettirirseniz ve böylece serbest ucu uzatıp titreşim frekansı 20 Hz'den az olacak şekilde uzatırsanız ses çıkmayacaktır.
Araştırmalar, insan kulağının, 20 Hz'den 20.000 Hz'e kadar frekansta meydana gelen cisimlerin mekanik titreşimlerini ses olarak algılayabildiğini göstermiştir. Bu nedenle frekansı bu aralıkta olan titreşimlere ses denir.
Frekansı 20.000 Hz'i aşan mekanik titreşimlere ultrasonik, frekansı 20 Hz'den düşük olan titreşimlere ise infrasonik denir.
Ses aralığının belirtilen sınırlarının keyfi olduğuna dikkat edilmelidir, çünkü bunlar insanların yaşına ve bireysel özellikler onların işitme cihazı. Tipik olarak yaşla birlikte algılanan seslerin üst frekans sınırı önemli ölçüde azalır - bazı yaşlı insanlar 6000 Hz'yi aşmayan frekanslara sahip sesleri duyabilir. Çocuklar ise tam tersine frekansı 20.000 Hz'in biraz üzerinde olan sesleri algılayabilirler.
Frekansı 20.000 Hz'den büyük veya 20 Hz'den küçük olan titreşimler bazı hayvanlar tarafından duyulur.
Dünya çok çeşitli seslerle doludur: saatlerin tik takları ve motorların uğultusu, yaprakların hışırtısı ve rüzgarın uğultusu, kuşların cıvıltısı ve insan sesleri. İnsanlar seslerin nasıl doğduğunu ve ne olduklarını çok uzun zaman önce tahmin etmeye başladılar. Örneğin sesin havada titreşen cisimler tarafından oluşturulduğunu fark ettiler. Antik Yunan filozofu ve ansiklopedist Aristoteles bile gözlemlere dayanarak sesin doğasını doğru bir şekilde açıkladı ve sondaj yapan bir cismin havanın alternatif olarak sıkıştırılmasını ve seyrekleşmesini yarattığına inanıyordu. Böylece titreşen bir ip havayı ya sıkıştırır ya da seyreltir ve havanın esnekliği sayesinde bu alternatif etkiler uzaya daha da iletilir - katmandan katmana elastik dalgalar ortaya çıkar. Kulağımıza ulaştıklarında kulak zarına etki ederek ses hissine neden olurlar.
Bir kişi işiterek frekansı yaklaşık 16 Hz ila 20 kHz (saniyede 1 Hz - 1 titreşim) arasında değişen elastik dalgaları algılar. Buna göre frekansları herhangi bir ortamda elastik dalgalar belirtilen sınırlar dahilinde, ses dalgaları veya kısaca ses olarak adlandırılır. Ses, 0°C sıcaklıkta ve normal basınçta havada 330 m/s hızla yayılır.
Gazlarda ve sıvılarda sesin kaynağı yalnızca titreşen cisimler olamaz. Örneğin, bir kurşun ve bir ok uçarken ıslık çalar, rüzgar uğultu yapar. Ve bir turbojet uçağının kükremesi yalnızca çalışma birimlerinin (fan, kompresör, türbin, yanma odası vb.) gürültüsünden değil, aynı zamanda jet akımının, girdapın, etrafından akarken meydana gelen türbülanslı hava akışlarının gürültüsünden de oluşur. yüksek hızlarda uçak. Havada veya suda hızla ilerleyen bir cisim, çevresinden akan akışı kesiyor gibi görünüyor ve periyodik olarak ortamda seyrekleşme ve sıkışma bölgeleri yaratıyor. Bunun sonucunda ses dalgaları oluşur.
Sesin incelenmesinde sesin tonu ve tınısı kavramları da önemlidir. Herhangi bir gerçek ses, ister insan sesi olsun, ister bir müzik enstrümanının çalınması olsun, basit bir harmonik titreşim değil, birçok harmonik titreşimin belirli bir frekans dizisiyle tuhaf bir karışımıdır. En düşük frekansa sahip olana temel ton, diğerlerine ise üst tonlar denir. Çeşitli miktarlar Belirli bir sesin doğasında bulunan armoniler, ona özel bir renk tonu verir. Bir tını ile diğeri arasındaki fark, yalnızca sayıyla değil, aynı zamanda temel tonun sesine eşlik eden armonilerin yoğunluğuyla da belirlenir. Tını sayesinde keman ve piyanonun, gitarın ve flütün seslerini kolayca ayırt edebiliyoruz ve tanıdık insanların seslerini tanıyoruz.
1. 4. Sesin perdesi ve tınısı
Bir gitarda veya balalaykada iki farklı telin ses çıkarmasını sağlayalım. duyacağız farklı sesler: Biri daha düşük, diğeri daha yüksek. Erkek sesi kadın sesine göre daha alçaktır, bas sesi tenor sesine göre daha alçaktır ve sopranonun sesi alto sesine göre daha yüksektir.
Sesin perdesi neye bağlıdır?
Sesin perdesinin titreşim frekansına bağlı olduğu sonucuna varabiliriz: Ses kaynağının titreşim frekansı ne kadar yüksek olursa ürettiği ses de o kadar yüksek olur.
Saf ton, bir frekansta salınan bir kaynağın sesidir.
Diğer kaynaklardan gelen sesler (örneğin, çeşitli kaynaklardan gelen sesler) müzik aletleri, insan sesleri, siren sesi ve diğerleri) farklı frekanslardaki bir dizi titreşimdir, yani. bir dizi saf ton.
Bu tür frekansların en düşük (yani en küçük) frekansı karmaşık ses buna temel frekans denir ve belirli bir perdenin karşılık gelen sesine temel ton denir (bazen buna sadece ton denir). Karmaşık bir sesin perdesi tam olarak temel tonunun perdesi tarafından belirlenir.
Karmaşık bir sesin diğer tüm tonlarına üst tonlar denir. Armoniler bir sesin tınısını, yani bazı kaynakların seslerini diğerlerinin seslerinden ayırt etmemizi sağlayan kalitesini belirler. Örneğin piyano sesini keman sesinden, bu sesler aynı perdeye, yani aynı temel frekansa sahip olsa bile kolaylıkla ayırt edebiliriz. Bu sesler arasındaki fark, farklı tonlardan kaynaklanmaktadır.
Böylece, bir sesin perdesi, temel tonunun frekansı ile belirlenir: Temel tonun frekansı ne kadar yüksekse, ses de o kadar yüksek olur.
Bir sesin tınısı, onun armonilerinin toplamı tarafından belirlenir.
1. 5. Neden farklı sesler var?
Sesler hacim, perde ve tını bakımından birbirinden farklıdır. Sesin yüksekliği kısmen dinleyicinin kulağının ses çıkaran nesneden uzaklığına, kısmen de ikincisinin titreşiminin genliğine bağlıdır. Genlik kelimesi bir cismin bir noktadan kat ettiği mesafe anlamına gelir. uç nokta salınımları sırasında diğerine. Mesafe ne kadar büyük olursa ses de o kadar yüksek olur.
Bir sesin perdesi, vücudun titreşim hızına veya frekansına bağlıdır. Bir nesne bir saniyede ne kadar çok titreşim yaparsa, ürettiği ses de o kadar yüksek olur.
Ancak ses şiddeti ve perdesi tamamen aynı olan iki ses birbirinden farklı olabilir. Bir sesin müzikalitesi, içinde mevcut olan armonilerin sayısına ve gücüne bağlıdır. Eğer bir keman teli ek titreşim oluşmayacak şekilde tüm uzunluğu boyunca titreştirilirse, üretebildiği en düşük ton duyulacaktır. Bu tona ana ton denir. Ancak üzerinde ek dalgalanmalar meydana gelirse bireysel parçalar, ardından daha yüksek notalar görünecektir. Ana tonla uyumlu olarak özel bir keman sesi yaratacaklar. Ana tona göre daha yüksek olan bu notalara üst tonlar denir. Belirli bir sesin tınısını belirlerler.
1. 6. Bozulmaların yansıması ve yayılması.
Gerilmiş bir lastik borunun veya yayın bir kısmının bozulması, uzunluğu boyunca hareket eder. Bir bozukluk tüpün ucuna ulaştığında, tüpün ucunun sabit veya serbest olmasına bakılmaksızın yansıtılır. Tutulan uç keskin bir şekilde yukarı doğru çekilir ve ardından orijinal konumuna getirilir. Tüp üzerinde oluşan çıkıntı, tüp boyunca yansıdığı duvara doğru hareket eder. Bu durumda, yansıyan dalga bir çöküntü şekline sahiptir, yani orijinal antinod yukarıdayken tüpün ortalama konumunun altında bulunur. Bu farkın nedeni nedir? Duvara sabitlenmiş bir lastik borunun ucunu hayal edin. Sabit olduğundan hareket edemez. Gelen itici gücün yukarıya doğru kuvveti, onu yukarı doğru hareket etmeye zorlama eğilimindedir. Ancak hareket edemediği için destekten çıkan ve kauçuk tüpün ucuna uygulanan aşağı doğru eşit ve zıt bir kuvvetin olması gerekir ve bu nedenle yansıyan darbe antinod aşağıda olacak şekilde konumlandırılır. Yansıyan ve orijinal darbeler arasındaki faz farkı 180°'dir.
1. 7. Duran dalgalar
Kesici boruyu tutan el yukarı aşağı hareket ettiğinde ve hareketin sıklığı giderek arttığında tek bir antinodun elde edildiği noktaya ulaşılır. Kol titreşiminin frekansındaki daha fazla artış, çift antinodun oluşmasına yol açacaktır. El hareketlerinin sıklığını ölçerseniz sıklığının iki katına çıktığını göreceksiniz. Elinizi daha hızlı hareket ettirmek zor olduğundan mekanik vibratör kullanmak daha iyidir.
Üretilen dalgalara duran veya durağan dalgalar denir. Yansıyan dalganın gelen dalganın üzerine binmesi nedeniyle oluşurlar.
İÇİNDE bu çalışmaİki dalga vardır: gelen ve yansıyan. Aynı frekansa, genliğe ve dalga boyuna sahiptirler ancak yayılırlar. zıt yönler. Bunlar ilerleyen dalgalardır, ancak birbirlerine müdahale ederler ve böylece duran dalgalar. Bunun şu sonuçları vardır: a) her yarım dalga boyundaki tüm parçacıklar aynı fazda salınır, yani hepsi aynı anda aynı yönde hareket eder; b) her parçacığın genliğinden farklı bir genliği vardır sonraki parçacık; c) Bir yarım dalganın parçacıklarının titreşimleri ile bir sonraki yarım dalganın parçacıklarının titreşimleri arasındaki faz farkı 180°'dir. Bu basitçe ya maksimum sayıda kişi tarafından reddedildikleri anlamına gelir. zıt taraflar aynı anda veya kendilerini orta konumda bulurlarsa zıt yönlerde hareket etmeye başlarlar.
Bazı parçacıklar hareket etmez (genlikleri sıfırdır), çünkü onlara etki eden kuvvetler her zaman eşit ve zıttır. Bu noktalara düğüm noktaları veya düğümler denir ve birbirini takip eden iki düğüm arasındaki mesafe dalga boyunun yarısı kadardır, yani 1\2 λ.
Maksimum hareket noktalarda meydana gelir ve bu noktaların genliği gelen dalganın genliğinin iki katıdır. Bu noktalara antinodlar denir ve birbirini takip eden iki antinod arasındaki mesafe dalga boyunun yarısı kadardır. Düğüm ile bir sonraki antinod arasındaki mesafe dalga boyunun dörtte biri, yani 1\4λ'dur.
Duran dalga, ilerleyen dalgadan farklıdır. İlerleyen bir dalgada: a) tüm parçacıklar aynı salınım genliğine sahiptir; b) her parçacık bir sonrakiyle aynı fazda değildir.
1. 8. Rezonans tüpü.
Rezonans tüpü dar boru hava sütununun titreşimlerinin yaratıldığı. Hava sütununun uzunluğunu değiştirmek için şunu kullanın: farklı yollarörneğin bir borudaki su seviyesindeki değişiklikler. Borunun kapalı ucu bir düğümdür çünkü onunla temas eden hava sabittir. Borunun açık ucu her zaman bir antinoddur, çünkü burada salınımların genliği maksimumdur. Bir düğüm ve bir antinod vardır. Borunun uzunluğu, duran dalganın uzunluğunun yaklaşık dörtte biri kadardır.
Hava kolonunun uzunluğunun dalganın frekansı ile ters orantılı olduğunu göstermek için bir dizi diyapozon kullanılması gerekmektedir. Sabit frekans ayar çatalları yerine kalibre edilmiş bir ses frekans üretecine bağlı küçük bir hoparlör kullanmak daha iyidir. Su boruları yerine pistonlu uzun bir boru kullanılır, çünkü bu, hava sütunlarının uzunluğunun seçilmesini kolaylaştırır. Borunun ucuna yakın bir yere sabit bir ses kaynağı yerleştirilerek 300 Hz, 350 Hz, 400 Hz, 450 Hz, 500 Hz, 550 Hz ve 600 Hz frekansları için hava kolonunun rezonans uzunlukları elde edilmektedir.
Bir şişeye su döküldüğünde, şişenin içindeki havanın titreşmeye başlamasıyla belli bir ses tonu ortaya çıkar. Şişedeki havanın hacmi azaldıkça bu tonun perdesi artar. Her şişenin belirli bir doğal frekansı vardır ve şişenin açık boynuna üflediğinizde bir ses de üretilebilir.
1939-1945 savaşının başında. projektörler, ses aralığında çalışan ekipmanı kullanan uçaklara odaklandı. Odaklanmalarını engellemek için bazı mürettebat uçaklardan atıldı boş şişeler, spot ışığına düştüklerinde. Yüksek sesler düşen şişeler alıcı tarafından algılandı ve spot ışıkları odağı kaybetti
1. 9. Rüzgarlı müzik aletleri.
Nefesli çalgıların ürettiği sesler, borularda oluşan duran dalgalara bağlıdır. Ton, borunun uzunluğuna ve borudaki hava titreşiminin türüne bağlıdır.
Örneğin açık bir organ borusu. Hava delikten boruya üflenir ve keskin bir çıkıntıya çarpar. Bu, borudaki havanın titreşmesine neden olur. Borunun her iki ucu da açık olduğundan her iki uçta da her zaman bir antinod bulunur. En basit salınım türü, her iki uçta bir antinodun ve ortada bir düğümün bulunduğu salınımdır. Bunlar temel titreşimlerdir ve tüpün uzunluğu dalga boyunun yaklaşık yarısı kadardır. Temel frekans =c/2l, burada c sesin hızıdır ve l borunun uzunluğudur.
Kapalı bir organ borusunun ucunda bir durdurucu bulunur, bu da borunun ucunun kapalı olduğu anlamına gelir. Bu, bu uçta her zaman bir düğüm olduğu anlamına gelir. Şu oldukça açıktır: a) Kapalı bir borunun temel frekansı, aynı uzunluktaki açık bir borunun temel frekansının yarısı kadardır; b) kapalı bir boruyla yalnızca tek tonlar oluşturulabilir. Bu nedenle açık bir borunun ton aralığı kapalı bir borunun ton aralığından daha büyüktür.
Fiziksel koşullar müzik aletlerinin sesini değiştirir. Sıcaklığın artması sesin havadaki hızının artmasına ve dolayısıyla temel frekansın artmasına neden olur. Borunun uzunluğu da bir miktar artarak frekansın azalmasına neden olur. Örneğin bir kilisede bir org çalarken sanatçılar, organın normal sıcaklığında ses çıkarabilmesi için ısının açılmasını isterler. Yaylı çalgılar tel gerginlik kontrollerine sahiptir. Sıcaklıktaki bir artış ipin bir miktar genişlemesine ve gerginlikte bir azalmaya yol açar.
Bölüm 2. Pratik kısım
2. 1. Bir rezonans tüpü kullanarak sesin hızını belirleme yöntemi.
Cihaz şekilde gösterilmiştir. Rezonans borusu, B deposuna kauçuk bir boru aracılığıyla bağlanan uzun, dar bir A borusudur. Her iki boruda da su var. B yükseltildiğinde A'daki hava sütununun uzunluğu azalır ve B indirildiğinde A'daki hava sütununun uzunluğu artar. A'daki hava sütununun uzunluğu neredeyse sıfır olduğunda, A'nın üstüne salınımlı bir diyapazon yerleştirin. Hiçbir ses duymayacaksınız. A'daki hava sütununun uzunluğu arttıkça sesin yoğunlaşacağını, maksimuma ulaşacağını ve sonra azalmaya başlayacağını duyacaksınız. A'daki hava sütununun uzunluğu maksimum ses üretecek şekilde B'yi ayarlayarak bu prosedürü tekrarlayın. Daha sonra hava sütununun l1 uzunluğunu ölçün.
l1 uzunluğundaki bir hava sütununun doğal frekansı diyapazonun doğal frekansına eşit olduğundan yüksek bir ses duyulur ve bu nedenle hava sütunu onunla uyum içinde titreşir. İlk rezonans pozisyonunu buldunuz. Aslında salınan havanın uzunluğu A'daki hava sütunundan biraz daha büyüktür.
Eğer ihmal ederseniz. Daha da düşük seviyelerde, hava sütununun uzunluğunun artmasıyla, sesin ulaştığı başka bir konum bulacaksınız. maksimum güç. Bu konumu kesin olarak belirleyin ve hava sütununun l2 uzunluğunu ölçün. Bu ikinci rezonans pozisyonudur. Daha önce olduğu gibi, tepe noktası borunun açık ucundadır ve düğüm noktası su yüzeyindedir. Bu ancak şekilde gösterilen durumda elde edilebilir; bu durumda borudaki hava sütununun uzunluğu yaklaşık 3\4 dalga boyudur (3\4 λ).
İki ölçümün çıkarılması şunu verir:
3\4 λ - 1\4 λ = l2 - l1, dolayısıyla 1\2 λ = l2 - l1.
Yani c = ν λ = ν 2 (l2 - l1), burada ν diyapazonun frekansıdır. Bu, sesin havadaki hızını belirlemenin hızlı ve oldukça doğru bir yoludur.
2. 2. Deney ve hesaplamalar.
Ses dalgasının hızını belirlemek için aşağıdaki alet ve ekipmanlar kullanıldı:
Evrensel tripod;
Bir ucu kapalı, 1,2 metre uzunluğunda kalın duvarlı cam tüp;
Diyapazon, frekans 440 Hz, nota “A”;
Çekiç;
Su şişesi;
Ölçme cetveli.
Çalışmanın ilerleyişi:
1. Halkaları bağlantıya taktığım bir tripod monte ettim.
2. Cam tüpü bir tripodun üzerine yerleştirin.
3. Tüpe su ekleyerek ve diyapazon üzerinde ses dalgalarını uyararak tüpte duran dalgalar yarattı.
4. Deneysel olarak, su sütununun öyle bir yüksekliğini elde ettim ki, cam tüpteki ses dalgaları tüpte rezonans gözlemlenecek şekilde güçlendirildi.
5. Borunun susuz ucunun ilk uzunluğunu ölçtük - l2 = 58 cm = 0,58 m
6. Tüpe tekrar su eklendi. (3, 4, 5. adımları tekrarlayın) – l1 = 19 cm = 0,19 m
7. Aşağıdaki formülü kullanarak yapılan hesaplamalar: c = ν λ = ν 2 (l2 - l1),
8. s = 440 Hz * 2 (0,58 m - 0,19 m) = 880 * 0,39 = 343,2 m\s
Çalışmanın sonucu ses hızı = 343,2 m/s'dir.
2. 3. Pratik bölümün sonuçları
Seçilen ekipmanı kullanarak sesin havadaki hızını belirleyin. Elde edilen sonucu tablo değeri – 330 m/s ile karşılaştırdık. Ortaya çıkan değer yaklaşık olarak tablodaki değere eşittir. Tutarsızlıklar ölçüm hatalarından kaynaklanıyordu; ikinci neden: tablo değeri 00C sıcaklıkta ve dairede hava sıcaklığı = 240C olarak verilmiştir.
Bu nedenle, bir rezonans tüpü kullanılarak ses hızının belirlenmesi için önerilen yöntem uygulanabilir.
Çözüm.
Sesin özelliklerini hesaplama ve belirleme yeteneği çok faydalıdır. Çalışmadan aşağıdaki gibi sesin özellikleri: hacim, genlik, frekans, dalga boyu - bu değerler belirli seslerin doğasında vardır ve hangi sesi duyduğumuzu belirleyebiliriz. şu anda. Yine matematiksel bir ses modeliyle karşı karşıyayız. Ancak sesin hızı hesaplanabilse de odanın sıcaklığına ve sesin oluştuğu mekana bağlıdır.
Böylece çalışmanın amacına ulaşılmıştır.
Araştırma hipotezi doğrulandı, ancak gelecekte ölçüm hatalarının dikkate alınması gerekiyor.
Buna dayanarak araştırma hedefleri tamamlandı:
okudu teorik temeller bu soru;
Desenler belirlendi;
Gerekli ölçümler tamamlandı;
Sesin hızına ilişkin hesaplamalar yapıldı;
Elde edilen hesaplama sonuçları mevcut tablo verileriyle karşılaştırıldı;
Elde edilen sonuçların bir değerlendirmesi yapılır.
Çalışmanın sonucunda: o Rezonans tüpü kullanarak sesin hızını belirlemeyi öğrendi; o Bir sorunla karşılaştık farklı hızlar ne zaman ses çıkar farklı sıcaklıklar bu yüzden yakın gelecekte bu konuyu araştırmaya çalışacağım.
