Статья по теме: изучение звуковых явлений в курсе физики основной школы
план-конспект занятия по физике (9 класс) по теме

Разработка урока по теме: Ультразвук и инфразвук

Теория и контрольные вопросы

Механические колебания, происходящие с частотой более 20 000 Гц, называются ультразвуковыми, а с частотой менее 20 Гц – инфразвуковыми. Эти звуки не воспринимаются человеческим ухом, т.е. мы их просто не слышим.

Когда были созданы высокочувствительные преемники звуков для самых различных частот, обнаружилось, что инфра- и ультразвуки распространены в природе так же широко, как и звуки слышимые. Выяснилось, что их излучают и воспринимают живые существа. Собаки, например, воспринимают ультразвуки с частотой до 40 кГц, чем пользуются дрессировщики, чтобы подавать собаке команду, не слышимую людьми.

Ультразвуком пользуются и летучие мыши. Они способны издавать и воспринимать ультразвуковые колебания, что позволяет им отлично ориентировать и находить добычу. Подобным образом ультразвуком пользуются дельфины, киты, глубоководные рыбы и некоторые другие живые существа.

Направленные узкие пучки ультразвука применяются, в частности, для измерения глубины моря. Для этой цели на дне судна помещают излучатель и приемник ультразвука. Излучатель дает короткие сигналы (длительностью всего 0,001 с), которые посылаются по направлению ко дну. Отражаясь от дна моря, ультразвуковой сигнал через некоторое время достигает приемника. Таким образом, за время t, которое проходит с момента отправления сигнала до момента его приема, сигнал, распространяющийся со скоростью v, проходит путь, равный удвоенной глубине моря, т.е. 2h=vt. Отсюда легко вычислить глубину моря: h=vt/2. Описанный метод определения расстояния до объекта называется эхолокацией.

Ультразвук применяется и для обнаружения в литых деталях различных дефектов – трещин, воздушных полостей и т.п. В тех местах, где дефектов нет, сигналы проходят сквозь деталь без отражения и, соответственно, не регистрируются приемником.

Ультразвук широко применяется в медицине для постановки диагноза и лечения некоторых заболеваний. Диагностические исследования (УЗИ) основаны на свойстве ультразвуковых волн проходить через ткани организма, частично отражаясь от всех поверхностей, представляющих собой границы тканей разного состава и плотности.

Инфразвук иногда порождается морем, образуется он обычно во время шторма в результате периодических сжатий и разрежений воды. Инфразвуковая волна, так же как и звук слышимого нами диапазона, распространяется в воде почти в 5 раз быстрее, чем в воздухе. Поэтому различные морские обитатели, способные воспринимать "голос моря", задолго до наступления шторма чувствуют его приближение.

Инфразвук по сравнению со слышимыми звуками мало поглощается как воздухом, так и водой, поэтому инфразвуковая волна распространяется на очень далекие расстояния (порядка нескольких сотен километров). Это дает возможность широко использовать его. Например, в военном деле используя инфразвук, весьма точно определяют место, откуда действует дальнобойная артиллерия. Используют инфразвук и в рыболовецком промысле. Рыболовные суда, оснащенные соответствующими приемниками, могут быстро находить стаи рыб, издающие инфразвук или отражающие его.

1. В какой среде может распространяться ультразвук?

1) только в твёрдой

2) только в жидкой

3) только в газообразной

4) в твёрдой, жидкой и газообразной

2. Если время с момента отправления сигнала до его приёма равно 2 с, а скорость ультразвука

в воде 1480 м/с, то глубина моря равна…

1) 2960 м

2) 1480 м

3) 148 м

4) 296 м

3. Какое утверждение является верным?

Инфразвуковая волна распространяется на очень далёкое расстояние, так как…

А. она мало поглощается воздухом и водой

Б. она имеет очень маленькую длину волны

1) только А

2) только Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б