Звуковые волны

Слайд 1

Слайд 2

СОДЕРЖАНИЕ Определение Изучение звука (акустика) Распространение звуковых волн Высота звука Тембр звука Громкость звука Интенсивность звука Ультразвук - определение - ультразвук в природе - применение ультразвука(1) - применение ультразвука(2) - применение ультразвука(3) - применение ультразвука(4) Инфразвук - определение - источники - распространение инфразвука - действие инфразвука - физиологическое действие инфразвука Конец

Слайд 3

в широком смысле — упругие волны, распространяющиеся в среде и создающие в ней механические колебания; в узком смысле — субъективное восприятие этих колебаний специальным органом чувств животных или человека. Звуковые в олны

Слайд 4

А кустика Акустика (от греч. «слышу») — наука о звуке, изучающая физическую природу звука и проблемы, связанные с его возникновением, распространением, восприятием и воздействием. Акустика, как наука о звуке, является, с одной стороны, одним из направлений физики и механики, которое занимается проблемами создания и распространения механических колебаний; с другой стороны занимается и проблемами восприятия и воздействия звука, то есть тесно связана с психофизикой, музыкальной психологией и др.

Слайд 5

Распространение звуковых волн Необходимое условие распространения звуковых волн - наличие материальной среды. В вакууме звук не распространяется, так как там нет частиц, передающих взаимодействие от источника колебаний. Скорость распространения звука определяется скоростью передачи взаимодействия между частицами.

Слайд 6

Высота звука Высота звука — субъективное качество слухового ощущения, позволяющее располагать все звуки по шкале от низких к высоким. Для чистого тона она зависит главным образом от частоты (с ростом частоты высота звука повышается), но также и от его интенсивности. Высота звука со сложным спектральным составом зависит от распределения энергии по шкале частот. Высоту звука измеряют в мелах — тону с частотой 1 кГц и звуковым давлением 2 10-3 Па приписывают высоту 1000 мел; в диапазоне 20 Гц — 9000 Гц укладывается около 3000 мел. Другой единицей измерения высоты звука является тон.

Слайд 7

Тембр звука Тембр (от фр. timbre) — окраска звука; один из признаков музыкального. По тембрам отличают звуки одинаковой высоты и громкости, но исполненные или на разных инструментах, разными голосами, или на одном инструменте разными способами, штрихами. Тембр определяется материалом, формой вибрато, условиями его колебаний, резонатором, акустикой помещения. В характеристике тембра большое значение имеют обертоны и их соотношение по высоте и громкости, шумовые призвуки, атака (начальный момент звука), форманты, вибрато и др. факторы. Нота «ля» малой октавы в исполнении трубы(1) и скрипки(2)

Слайд 8

Громкость звука Громкость звука — субъективное восприятие силы звука. Громкость главным образом зависит от звукового давления и частоты звуковых колебаний. Также на громкость звука влияют его тембр, длительность воздействия звуковых колебаний и другие факторы. Единицей абсолютной шкалы громкости является сон. Громкость в 1 сон — это громкость непрерывного чистого синусоидального тона частотой 1 кГц, создающего звуковое давление 2 мПа. Уровень громкости звука — относительная величина. Она выражается в фонах и численно равна уровню звукового давления (в децибелах — дБ), создаваемого синусоидальным тоном частотой 1 кГц такой же громкости, как и измеряемый звук ( равногромким данному звуку).

Слайд 9

Интенсивность звука Интенсивность звука – отношение падающей на поверхность звуковой мощности к площади этой поверхности. Единица измерения — ватт на квадратный метр (Вт/м²). Уровень интенсивности звука – десятичный логарифм отношения двух интенсивностей звука(1). На практике применяется величина в 10 раз большая(2). Уровень интенсивности 120 дБ является болевым порогом – максимальным изменением давления, которое еще в состоянии фиксировать человеческое ухо.

Слайд 10

Ультразвук Ультразвук — звуковые колебания с частотами выше верхнего порога чувствительности человека. Хотя у каждого человека этот порог свой, у большинства людей он находится в диапазоне от 16 до 20 кГц. Эту величину (20 кГц) и принимают обычно за границу между обычным (слышимым) звуком и ультразвуком. Ультразвуковой пучок с необходимыми параметрами можно получить с помощью соответствующего преобразователя. Наиболее распространены керамические преобразователи из титаната бария. В тех случаях, когда основное значение имеет мощность ультразвукового пучка, обычно используются механические источники ультразвука. Первоначально все ультразвуковые волны получали механическим путем (камертоны, свистки, сирены).

Слайд 11

Ультразвук в природе Летучие мыши, использующие при ночном ориентировании эхолокацию , испускают при этом ртом ( кожановые — Vesperti+ lianidae ) или имеющим форму параболического зеркала носовым отверстием ( подковоносые — Rhinolophidae ) сигналы чрезвычайно высокой интенсивности. У ночных бабочек из семейства медведиц развился генератор ультразвуковых помех, «сбивающий со следа» летучих мышей, преследующих этих насекомых. Не менее умелые навигаторы — жирные козодои, или гуахаро . Населяют они горные пещеры Латинской Америки — от Панамы на северо-западе до Перу на юге и Суринама на востоке. Самый большой подарок природы — это способность гуахаро к эхолокации . Живя в кромешной тьме, жирные козодои, тем не менее, приспособились виртуозно летать по пещерам.

Слайд 12

Применение ультразвука Резка по металлу На обычных металлорежущих станках нельзя просверлить в металлической детали узкое отверстие сложной формы, например в виде пятиконечной звезды. Тут без слесаря не обойдёшься, а с помощью ультразвука это можно сделать. Магнитострикционный вибратор может просверлить отверстие любой формы. Ультразвуковое долото вполне заменяет фрезерный станок.

Слайд 13

Приготовление смесей с помощью ультразвука Широко применяется ультразвук для приготовления однородных смесей (гомогенизации). Еще в 1927 году американские ученые Лимус и Вуд обнаружили, что если две несмешивающиеся жидкости (например, масло и воду) слить в одну мензурку и подвергнуть облучению ультразвуком, то в мензурке образуется эмульсия, то есть мелкая взвесь масла в воде. Подобные эмульсии играют большую роль в промышленности: это лаки, краски, фармацевтические изделия, косметика.

Слайд 14

Применение ультразвука в биологии Способность ультразвука разрывать оболочки клеток нашла применение, например, при необходимости отделить клетку от ферментов. Ультразвук используется для разрушения таких внутриклеточных структур, как митохондрии и хлоропласты. Другое применение ультразвука в биологии связано с его способностью вызывать мутации. Исследования, проведённые в Оксфорде, показали, что ультразвук даже малой интенсивности может повредить молекулу ДНК. Искусственное целенаправленное создание мутаций играет большую роль в селекции растений. Главное преимущество ультразвука перед другими мутагенами (рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи) заключается в том, что с ним чрезвычайно легко работать.

Слайд 15

Применение ультразвука для очистки В лабораториях и на производстве применяются ультразвуковые ванны для очистки лабораторной посуды и деталей от мелких частиц. В ювелирной промышленности ювелирные изделия очищают от мелких частиц полировальной пасты в ультразвуковых ваннах. В некоторых стиральных машинах применяют ультразвук для стирки белья. Применение ультразвука для очистки корнеплодов В некоторых пищевых производствах применяют ультразвуковые ванны для очистки корнеплодов от частиц земли.

Слайд 16

Применение ультразвука в эхолокации В рыбной промышленности применяют ультразвуковую эхолокацию для обнаружения косяков рыб. Ультразвуковые волны отражаются от косяков рыб и приходят в приёмник ультразвука раньше, чем ультразвуковая волна, отразившаяся от дна. Применение ультразвука в расходометрии Для контроля расхода и учета воды и теплоносителя с 60-х годов прошлого века в промышленности применяются ультразвуковые расходомеры. Неоспоримые достоинства ультразвуковых расходомеров: малое или полное отсутствие гидравлического сопротивления, надежность (так как нет подвижных механических элементов), высокая точность, быстродействие, помехозащищенность – определили их широкое распространение.

Слайд 17

И нфразвук Инфразвук — колебание звуковой волны с частотой < 20 Гц. Природа возникновения инфразвуковых колебаний такая же как и у слышимого звука. Подчиняется тем же закономерностям. Используется такой же математический аппарат, кроме понятия, связанного с уровнем звука. Особенности : малое поглощение эн ергии , значит распространяется на значительные расстояния. Источники инфразвука: оборудование, которое работает с частотой циклов менее 20 в секунду. Вредное воздействие: действует на центральную нервную систему (страх, тревога, покачивание . )

Слайд 18

Источники инфразвука Естественные источники Возникает при землетрясениях , во время бурь и ураганов, цунами . Техногенные источники К основным техногенным источникам инфразвука относится мощное оборудование — станки, котельные, транспорт, подводные и подземные взрывы. Кроме того, инфразвук излучают ветряные электростанции.

Слайд 19

Распространение инфразвука Поскольку инфразвук слабо поглощается, он распространяется на большие расстояния и может служить предвестником бурь, ураганов, цунами. Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах, вследствие чего инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень далёкие расстояния. Это явление находит практическое применение при определении места сильных взрывов или положения стреляющего орудия. Распространение инфразвука на большие расстояния в море даёт возможность предсказания стихийного бедствия — цунами. Звуки взрывов, содержащие большое количество инфразвуковых частот, применяются для исследования верхних слоев атмосферы, свойств водной среды.

Слайд 20

Действие инфразвука Инфразвук от 5 до 8 Гц может вызвать остановку сердца и смерть человека. Из защитных и профилактических мероприятий можно предложить генерацию инфразвуковых колебаний в противофазе к тем колебаниям, от которых требуется защититься. Для этого может потребоваться излучатель больших размеров. ИЗ сопровождает практически все технологические процессы, связанные с трудовой деятельностью человека. Для того, чтобы понять механизм действия ИЗ, необходимо определиться с местом, в котором происходит контакт человека и ИЗ. Это связано с тем, что акустические колебания ведут себя совершенно по-разному в свободном акустическом поле, в резонаторе и тогда, когда формируется диффузное звуковое поле

Слайд 21

Физиологическое действие инфразвука Инфразвук с уровнем от 110 до 150 дБ вызывает неприятные субъективные ощущения и различные функциональные изменения в организме человека: нарушения в центральной нервной системе, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном аппарате. Возникают головные боли, осязаемое движение барабанных перепонок, звон в ушах и в голове, снижается внимание и работоспособность, появляется чувство страха, угнетенное состояние, нарушается равновесие, появляется сонливость, затруднение речи. Инфразвук , образующийся в море, называют одной из возможных причин нахождения судов, покинутых экипажем (Бермудский треугольник)

Слайд 22

С пасибо за внимание! Использованные источники: http:// www.ref.by/refs/88/19966/1.html http:// studentbank.ru/view.php?id=42192&p=0 http://www.krugosvet.ru/node/34411