Hangterjedés. Hangelmélet és akusztika közérthető nyelven
Ha egy hanghullám nem ütközik akadályba az útjában, akkor minden irányban egyenletesen terjed. De nem minden akadály lesz akadály a számára.
Ha az útjában akadályba ütközik, a hang elhajolhat körülötte, visszaverődhet, megtörhet vagy elnyelhet.
hangdiffrakció
Beszélhetünk egy épület sarkán, egy fa mögött vagy egy kerítés mögött álló emberrel, bár nem látjuk. Azért halljuk, mert a hang képes ezek körül a tárgyak körül elhajolni és behatolni a mögöttük lévő területre.
A hullám azon képességét, hogy megkerül egy akadályt, ún diffrakció .
Diffrakció akkor lehetséges, ha a hanghullám hullámhossza meghaladja az akadály méretét. Az alacsony frekvenciájú hanghullámok meglehetősen hosszúak. Például 100 Hz-es frekvencián ez 3,37 m. A frekvencia csökkenésével a hossz még hosszabb lesz. Ezért a hanghullám könnyen meghajlik a vele arányos tárgyak körül. A parkban található fák egyáltalán nem akadályoznak bennünket abban, hogy meghalljuk a hangot, mert törzsük átmérője jóval kisebb, mint a hanghullám hullámhossza.
A diffrakció miatt a hanghullámok áthatolnak az akadályon lévő réseken és lyukakon, és továbbterjednek mögöttük.
Helyezzünk a hanghullám útjába egy lyukkal ellátott lapos képernyőt.
Amikor a hanghullám hossza ƛ sokkal nagyobb, mint a furat átmérője D , vagy ezek az értékek megközelítőleg megegyeznek, akkor a lyuk mögött a hang eléri a képernyő mögötti terület (a hangárnyék területe) minden pontját. A kilépő hullámfront úgy fog kinézni, mint egy félgömb.
Ha ƛ csak valamivel kisebb, mint a rés átmérője, akkor a hullám nagy része közvetlenül terjed, egy kis része pedig kissé oldalra tér. És abban az esetben, amikor ƛ sokkal kevesebb D , az egész hullám előrefelé fog haladni.
hangvisszaverődés
Ha egy hanghullám eléri a két adathordozó közötti felületet, lehetséges különböző változatok további terjesztése. A hang visszaverődhet a felületről, irányváltoztatás nélkül mehet másik közegbe, vagy megtörhet, azaz irányt változtatva megy.
Tegyük fel, hogy a hanghullám útjában egy akadály jelent meg, amelynek mérete jóval nagyobb, mint a hullámhossz, például egy puszta szikla. Hogyan fog viselkedni a hang? Mivel ezt az akadályt nem tudja megkerülni, ez tükröződik rajta. Az akadály mögött van akusztikus árnyékzóna .
Az akadályról visszaverődő hangot ún visszhang .
A hanghullám visszaverődésének jellege eltérő lehet. Ez a fényvisszaverő felület alakjától függ.
visszaverődés a hanghullám irányának változásának nevezzük két különböző közeg határfelületén. Visszaverődéskor a hullám visszatér abba a közegbe, ahonnan jött.
Ha a felület sík, akkor a hang ugyanúgy visszaverődik róla, mint a tükörben a fénysugár.
A homorú felületről visszaverődő hangsugarak egy pontra fókuszálnak.
A domború felület eloszlatja a hangot.
A diszperziós hatást a domború oszlopok, nagy díszlécek, csillárok stb.
A hang nem megy át egyik közegből a másikba, hanem visszaverődik onnan, ha a közeg sűrűsége jelentősen eltér. Tehát a vízben megjelenő hang nem jut át a levegőbe. A felületről visszaverve a vízben marad. A folyóparton álló személy nem hallja ezt a hangot. Ennek oka a víz és a levegő hullámellenállása közötti nagy különbség. Az akusztikában a hullámellenállás egyenlő a közeg sűrűségének és a benne lévő hangsebességnek a szorzatával. Mivel a gázok hullámellenállása sokkal kisebb, mint a folyadékok és szilárd anyagok hullámellenállása, amikor a levegő és a víz határát éri, a hanghullám visszaverődik.
A vízben lévő halak nem hallják a víz felszíne felett megjelenő hangot, de egyértelműen megkülönböztetik a hangot, amelynek forrása a vízben vibráló test.
hangtörés
A hangterjedés irányának megváltoztatását ún fénytörés . Ez a jelenség akkor fordul elő, amikor a hang egyik közegből a másikba kerül, és terjedésének sebessége ezekben a közegekben eltérő.
A beesési szög szinuszának és a visszaverődési szög szinuszának aránya megegyezik a közegben történő hangterjedési sebességek arányával.
ahol én - beesési szög,
r a visszaverődés szöge,
v1 a hang terjedési sebessége az első közegben,
v2 a hang terjedési sebessége a második közegben,
n a törésmutató.
A hangtörést ún fénytörés .
Ha a hanghullám nem merőlegesen esik a felületre, hanem 90°-tól eltérő szögben, akkor a megtört hullám el fog térni a beeső hullám irányától.
Hangtörés nem csak a közegek határfelületén figyelhető meg. A hanghullámok megváltoztathatják irányukat egy inhomogén közegben - a légkörben, az óceánban.
A légkörben a fénytörést a levegő hőmérsékletének, a légtömegek mozgási sebességének és irányának változása okozza. Az óceánban pedig a víz tulajdonságainak heterogenitása miatt jelenik meg - eltérő hidrosztatikus nyomás különböző mélységekben, különböző hőmérsékletekés eltérő sótartalommal.
hangelnyelés
Amikor egy hanghullám elér egy felületet, energiájának egy része elnyelődik. Azt pedig, hogy egy közeg mennyi energiát képes elnyelni, a hangelnyelési együttható ismeretében meghatározható. Ez az együttható megmutatja, hogy a hangrezgések energiájának mekkora részét nyeli el 1 m 2 akadály. Értéke 0 és 1 között van.
A hangelnyelés mértékegységét ún szabin . Nevét az amerikai fizikusról kapta Wallace Clement Sabin, az építészeti akusztika alapítója. 1 sabin az az energia, amelyet a felület 1 m 2 -e elnyel, amelynek abszorpciós együtthatója 1. Vagyis egy ilyen felületnek abszolút el kell nyelnie a hanghullám összes energiáját.
Visszaverődés
Wallace Sabin
Az anyagok hangelnyelő tulajdonságát széles körben használják az építészetben. Wallace Clement Sabin a Fogg Múzeumhoz tartozó Előadóterem akusztikájának kutatása során arra a következtetésre jutott, hogy összefüggés van a nézőtér mérete, az akusztikai feltételek, a hangelnyelő anyagok típusa és területe, valamint visszhangidő .
Visszhang A hanghullám akadályokról való visszaverődésének és a hangforrás kikapcsolása utáni fokozatos csillapításának a folyamata. Zárt térben a hang többször is visszapattanhat a falakról és tárgyakról. Ennek eredményeként különféle visszhangjelek jelennek meg, amelyek mindegyike úgy szól, mintha különválna. Ezt a hatást ún reverb effektus .
A szoba legfontosabb jellemzője az visszhangidő , amelyet Sabin vezetett be és számított ki.
ahol V - a szoba térfogata,
DE – általános hangelnyelés.
ahol a i az anyag hangelnyelési együtthatója,
Si az egyes felületek területe.
Ha a visszhangzási idő hosszú, úgy tűnik, hogy a hangok „barangolnak” a szobában. Átfedik egymást, elnyomják a fő hangforrást, és a terem dübörög. Rövid visszhangzási idővel a falak gyorsan elnyelik a hangokat, és megsüketülnek. Ezért minden helyiségnek saját pontos számítással kell rendelkeznie.
Számításai eredményei alapján Sabin úgy rendezte el a hangelnyelő anyagokat, hogy a "visszhanghatás" csökkent. És a Boston Symphony Hall, ahol akusztikai tanácsadóként dolgozott, még mindig az egyiknek számít a legjobb termek a világban.
A fizika szempontjából a hang egy közegben terjedő mechanikai rezgés.
Tapasztalat 1
Hogyan függ a keletkező hang frekvenciája a rezgő test hosszától?
Helyezzen egy rugalmas műanyag vagy fém vonalzót az asztalra úgy, hogy az az asztal szélétől körülbelül háromnegyed részre nyúljon.
Erősen nyomja a vonalzó egyik végét az asztalhoz a kezével. A másik kezével hajlítsa le a vonalzó szabad szélét, és engedje el.
Hallgassa meg a hangot, és figyelje meg, milyen gyorsan oszcillál a vonalzó szabad vége.
Helyezzen egy fenék nélküli poharat a hangszóróra. Kapcsolja be a rádiót halk hangerőn, és keresse a rádióinterferenciát az éterben. Egy hang állandó hangot fog hallani. Döntse el, hogy a hangerőszabályzó melyik állásban legyen halk, közepes és hangos hangokhoz. Kapcsolja ki a rádiót, és helyezzen egy rizsszemet a viaszpapír középső darabjára (X-nél).
Kapcsolja be a rádiót, és állítsa alacsonyra a hangerőt. Kövesse a rizsszem minden mozgását a központi térről.
Ismételje meg tapasztalatait közepes és hangos hanggal.
Mérje fel a kapcsolatot a hanghullám hangereje és energiája között.
Tapasztalat 4
A hang szilárd, folyékony vagy gáznemű anyagokban terjedhet.
Hogyan lehet összehasonlítani a hangterjedés hatékonyságát gázban és szilárd testben?
Vegyünk egy közönséges karórát.
Először tartsa karnyújtásnyira az órát. Lassan vigye a füléhez az órát, amíg meg nem hallja az első halk ketyegést. Ebben a helyzetben mérje meg az óra és a fül közötti távolságot.
Ezután nyomja a fülét az asztalhoz, és helyezze az órát az asztalra karnyújtásnyira a fülétől. Hallgassa meg, hallja-e az óra ketyegését. Ha ebben a helyzetben kullancsot hall, kérje meg asszisztensét, hogy lassan tolja távolabb az órát, amíg a kullancs el nem gyengül.
Ha nem hallja az óra ketyegését karnyújtásnyira, lassan mozgassa az órát maga felé, és keressen egy olyan pozíciót, ahol hallhatja. Mérje meg az óra és a fül közötti távolságot, és hasonlítsa össze azzal a távolsággal, amelynél a levegőben hallgatva hallhatta az óra halk ketyegését.
Tapasztalat 5
Hogyan terjed a hang a vízben?
Vegyünk egy közönséges karórát, tegyük egy egész műanyag zacskóba, kössük szorosan a táskát, hogy ne kerüljön víz. Köss egy kötelet a zacskóhoz, és engedd le vízzel az akváriumba.
Az óratáskát félúton kell elhelyezni a víz alja és a víz felszíne között, közel az akvárium falához. Nyomja a fülét az akvárium szemközti falához.
Ha hallja az óra ketyegését, mérje meg a távolságot. Ha nem, kérje meg asszisztensét, hogy mozgassa Ön felé az órát, amíg nem hallja a ketyegést, mérje meg ezt a távolságot. Hasonlítsa össze ezt a távolságot az előző kísérletben kapott távolsággal.
Ha egy hanghullám nem ütközik akadályba az útjában, akkor minden irányban egyenletesen terjed. De nem minden akadály lesz akadály a számára.
Ha az útjában akadályba ütközik, a hang elhajolhat körülötte, visszaverődhet, megtörhet vagy elnyelhet.
hangdiffrakció
Beszélhetünk egy épület sarkán, egy fa mögött vagy egy kerítés mögött álló emberrel, bár nem látjuk. Azért halljuk, mert a hang képes ezek körül a tárgyak körül elhajolni és behatolni a mögöttük lévő területre.
A hullám azon képességét, hogy megkerül egy akadályt, ún diffrakció .
Diffrakció akkor lehetséges, ha a hanghullám hullámhossza meghaladja az akadály méretét. Az alacsony frekvenciájú hanghullámok meglehetősen hosszúak. Például 100 Hz-es frekvencián ez 3,37 m. A frekvencia csökkenésével a hossz még hosszabb lesz. Ezért a hanghullám könnyen meghajlik a vele arányos tárgyak körül. A parkban található fák egyáltalán nem akadályoznak bennünket abban, hogy meghalljuk a hangot, mert törzsük átmérője jóval kisebb, mint a hanghullám hullámhossza.
A diffrakció miatt a hanghullámok áthatolnak az akadályon lévő réseken és lyukakon, és továbbterjednek mögöttük.
Helyezzünk a hanghullám útjába egy lyukkal ellátott lapos képernyőt.
Amikor a hanghullám hossza ƛ sokkal nagyobb, mint a furat átmérője D , vagy ezek az értékek megközelítőleg megegyeznek, akkor a lyuk mögött a hang eléri a képernyő mögötti terület (a hangárnyék területe) minden pontját. A kilépő hullámfront úgy fog kinézni, mint egy félgömb.
Ha ƛ csak valamivel kisebb, mint a rés átmérője, akkor a hullám nagy része közvetlenül terjed, egy kis része pedig kissé oldalra tér. És abban az esetben, amikor ƛ sokkal kevesebb D , az egész hullám előrefelé fog haladni.
hangvisszaverődés
Abban az esetben, ha egy hanghullám két közeg közötti interfészbe ütközik, annak további terjedésére többféle lehetőség kínálkozik. A hang visszaverődhet a felületről, irányváltoztatás nélkül mehet másik közegbe, vagy megtörhet, vagyis irányt változtatva megy.
Tegyük fel, hogy a hanghullám útjában egy akadály jelent meg, amelynek mérete jóval nagyobb, mint a hullámhossz, például egy puszta szikla. Hogyan fog viselkedni a hang? Mivel ezt az akadályt nem tudja megkerülni, ez tükröződik rajta. Az akadály mögött van akusztikus árnyékzóna .
Az akadályról visszaverődő hangot ún visszhang .
A hanghullám visszaverődésének jellege eltérő lehet. Ez a fényvisszaverő felület alakjától függ.
visszaverődés a hanghullám irányának változásának nevezzük két különböző közeg határfelületén. Visszaverődéskor a hullám visszatér abba a közegbe, ahonnan jött.
Ha a felület sík, akkor a hang ugyanúgy visszaverődik róla, mint a tükörben a fénysugár.
A homorú felületről visszaverődő hangsugarak egy pontra fókuszálnak.
A domború felület eloszlatja a hangot.
A diszperziós hatást a domború oszlopok, nagy díszlécek, csillárok stb.
A hang nem megy át egyik közegből a másikba, hanem visszaverődik onnan, ha a közeg sűrűsége jelentősen eltér. Tehát a vízben megjelenő hang nem jut át a levegőbe. A felületről visszaverve a vízben marad. A folyóparton álló személy nem hallja ezt a hangot. Ennek oka a víz és a levegő hullámellenállása közötti nagy különbség. Az akusztikában a hullámellenállás egyenlő a közeg sűrűségének és a benne lévő hangsebességnek a szorzatával. Mivel a gázok hullámellenállása sokkal kisebb, mint a folyadékok és szilárd anyagok hullámellenállása, amikor a levegő és a víz határát éri, a hanghullám visszaverődik.
A vízben lévő halak nem hallják a víz felszíne felett megjelenő hangot, de egyértelműen megkülönböztetik a hangot, amelynek forrása a vízben vibráló test.
hangtörés
A hangterjedés irányának megváltoztatását ún fénytörés . Ez a jelenség akkor fordul elő, amikor a hang egyik közegből a másikba kerül, és terjedésének sebessége ezekben a közegekben eltérő.
A beesési szög szinuszának és a visszaverődési szög szinuszának aránya megegyezik a közegben történő hangterjedési sebességek arányával.
ahol én - beesési szög,
r a visszaverődés szöge,
v1 a hang terjedési sebessége az első közegben,
v2 a hang terjedési sebessége a második közegben,
n a törésmutató.
A hangtörést ún fénytörés .
Ha a hanghullám nem merőlegesen esik a felületre, hanem 90°-tól eltérő szögben, akkor a megtört hullám el fog térni a beeső hullám irányától.
Hangtörés nem csak a közegek határfelületén figyelhető meg. A hanghullámok megváltoztathatják irányukat egy inhomogén közegben - a légkörben, az óceánban.
A légkörben a fénytörést a levegő hőmérsékletének, a légtömegek mozgási sebességének és irányának változása okozza. Az óceánban pedig a víz tulajdonságainak heterogenitása miatt jelenik meg - eltérő hidrosztatikus nyomás különböző mélységekben, különböző hőmérsékletek és eltérő sótartalom.
hangelnyelés
Amikor egy hanghullám elér egy felületet, energiájának egy része elnyelődik. Azt pedig, hogy egy közeg mennyi energiát képes elnyelni, a hangelnyelési együttható ismeretében meghatározható. Ez az együttható megmutatja, hogy a hangrezgések energiájának mekkora részét nyeli el 1 m 2 akadály. Értéke 0 és 1 között van.
A hangelnyelés mértékegységét ún szabin . Nevét az amerikai fizikusról kapta Wallace Clement Sabin, az építészeti akusztika alapítója. 1 sabin az az energia, amelyet a felület 1 m 2 -e elnyel, amelynek abszorpciós együtthatója 1. Vagyis egy ilyen felületnek abszolút el kell nyelnie a hanghullám összes energiáját.
Visszaverődés
Wallace Sabin
Az anyagok hangelnyelő tulajdonságát széles körben használják az építészetben. Wallace Clement Sabin a Fogg Múzeumhoz tartozó Előadóterem akusztikájának kutatása során arra a következtetésre jutott, hogy összefüggés van a nézőtér mérete, az akusztikai feltételek, a hangelnyelő anyagok típusa és területe, valamint visszhangidő .
Visszhang A hanghullám akadályokról való visszaverődésének és a hangforrás kikapcsolása utáni fokozatos csillapításának a folyamata. Zárt térben a hang többször is visszapattanhat a falakról és tárgyakról. Ennek eredményeként különféle visszhangjelek jelennek meg, amelyek mindegyike úgy szól, mintha különválna. Ezt a hatást ún reverb effektus .
A szoba legfontosabb jellemzője az visszhangidő , amelyet Sabin vezetett be és számított ki.
ahol V - a szoba térfogata,
DE – általános hangelnyelés.
ahol a i az anyag hangelnyelési együtthatója,
Si az egyes felületek területe.
Ha a visszhangzási idő hosszú, úgy tűnik, hogy a hangok „barangolnak” a szobában. Átfedik egymást, elnyomják a fő hangforrást, és a terem dübörög. Rövid visszhangzási idővel a falak gyorsan elnyelik a hangokat, és megsüketülnek. Ezért minden helyiségnek saját pontos számítással kell rendelkeznie.
Számításai eredményei alapján Sabin úgy rendezte el a hangelnyelő anyagokat, hogy a "visszhanghatás" csökkent. A Boston Symphony Hallt pedig, ahol akusztikai tanácsadóként dolgozott, máig a világ egyik legszebb termeként tartják számon.
A hang egy közegben (gyakran levegőben) lévő rugalmas hullámok, amelyek láthatatlanok, de az emberi fül számára érzékelhetők (a hullám a dobhártyára hat). A hanghullám egy longitudinális kompressziós és ritkító hullám.
Ha vákuumot hozunk létre, képesek leszünk-e megkülönböztetni a hangokat? Robert Boyle 1660-ban egy órát helyezett egy üvegedénybe. Amikor kiszívta a levegőt, nem hallott hangot. A tapasztalat ezt bizonyítja a hang terjesztéséhez médium szükséges.
A hang folyékony és szilárd közegben is terjedhet. A víz alatt jól hallható a kövek becsapódása. Helyezze az órát a fatábla egyik végére. Ha a fülét a másik végére helyezi, tisztán hallja az óra ketyegését.
A hanghullám a fán keresztül terjed
A hang forrása szükségszerűen egy rezgő test. Például egy gitárhúr normál állapotában nem szólal meg, de amint rezgésbe hozzuk, hanghullám keletkezik.
A tapasztalat azonban azt mutatja, hogy nem minden rezgő test hangforrás. Például egy szálra felfüggesztett súly nem ad ki hangot. Az a tény, hogy az emberi fül nem érzékeli az összes hullámot, csak azokat, amelyek 16 Hz és 20 000 Hz közötti frekvenciával rezgő testeket hoznak létre. Az ilyen hullámokat ún hang. A 16 Hz-nél kisebb frekvenciájú oszcillációkat nevezzük infrahang. A 20 000 Hz-nél nagyobb frekvenciájú oszcillációkat nevezzük ultrahang.
Hangsebesség
A hanghullámok nem azonnal terjednek, hanem bizonyos véges sebességgel (hasonlóan az egyenletes mozgás sebességéhez).
Éppen ezért zivatar idején először villámlást, azaz fényt látunk (a fénysebesség sokkal nagyobb, mint a hangsebesség), majd hangot hallunk.
A hangsebesség a közegtől függ: szilárd és folyadékokban a hangsebesség sokkal nagyobb, mint a levegőben. Ezek táblázatos mért állandók. A közeg hőmérsékletének növekedésével a hang sebessége nő, csökkenésével csökken.
A hangok különbözőek. A hang jellemzésére speciális mennyiségeket vezetnek be: a hangerőt, a hangmagasságot és a hangszínt.
A hang hangereje a rezgések amplitúdójától függ: minél nagyobb a rezgések amplitúdója, annál erősebb a hang. Ezenkívül a hang erősségének fülünk általi érzékelése a hanghullám rezgésének gyakoriságától függ. A magasabb frekvenciájú hullámok hangosabbak.
A hanghullám frekvenciája határozza meg a hangmagasságot. Minél magasabb a hangforrás rezgésfrekvenciája, annál magasabb az általa keltett hang. Az emberi hangokat hangmagasságuk szerint több tartományra osztják.
A különböző forrásokból származó hangok különböző frekvenciájú harmonikus rezgések kombinációi. A legnagyobb periódus (legalacsonyabb frekvencia) összetevőjét alaphangnak nevezzük. A többi hangkomponens felhang. Ezeknek a komponenseknek a halmaza hozza létre a színezést, a hangszínt. A hangok felhangjainak összessége különböző emberek legalább egy kicsit, de más, ez határozza meg egy adott hang hangszínét.
Visszhang. A visszhang a különféle akadályokból - hegyekből, erdőkből, falakból, nagy épületekből stb. - származó hangvisszaverődés eredményeként jön létre. Visszhang csak akkor következik be, ha a visszavert hangot az eredetileg kimondott hangtól külön érzékeljük. Ha sok a tükröződő felület, és ezek különböző távolságra vannak az embertől, akkor a visszavert hanghullámok különböző időpontokban érik el őt. Ebben az esetben a visszhang többszörös lesz. Az akadálynak 11 m távolságra kell lennie a személytől, hogy hallja a visszhangot.
Hangvisszaverődés. A hang visszaverődik a sima felületekről. Ezért kürt használatakor a hanghullámok nem szóródnak minden irányba, hanem keskeny nyalábot alkotnak, aminek következtében a hangteljesítmény megnő és nagyobb távolságra terjed.
Egyes állatok (például denevér, delfin) ultrahangos rezgéseket bocsátanak ki, majd érzékelik az akadályokról visszavert hullámot. Tehát meghatározzák a környező tárgyak helyét és távolságát.
Echolocation. Ez egy módszer a testek elhelyezkedésének meghatározására a róluk visszavert ultrahangos jelek segítségével. Széles körben használják a navigációban. Hajókra telepítve szonárok- víz alatti objektumok felismerésére, a fenék mélységének és domborzatának meghatározására szolgáló eszközök. Az edény alján egy adót és egy hangvevőt helyeznek el. Az emitter rövid jeleket ad. A visszatérő jelek késleltetési idejét és irányát elemezve a számítógép meghatározza a hangot visszaverő tárgy helyzetét és méretét.
Az ultrahang a gépalkatrészek különféle sérüléseinek (üregek, repedések stb.) észlelésére és meghatározására szolgál. Az erre a célra használt eszközt ún ultrahangos hibaérzékelő. A vizsgált részre rövid ultrahangjelek folyamát irányítják, amelyek a benne lévő inhomogenitásokról visszaverődnek, és visszatérve a vevőbe esnek. Azokon a helyeken, ahol nincs hiba, a jelek jelentős reflexió nélkül haladnak át az alkatrészen, és a vevő nem rögzíti őket.
Az ultrahangot széles körben használják az orvostudományban bizonyos betegségek diagnosztizálására és kezelésére. A röntgensugárzástól eltérően a hullámai nem káros befolyást szöveten. Diagnosztikai ultrahang vizsgálatok(ultrahang) nélkül engedni műtéti beavatkozás elismerik kóros elváltozások szervek és szövetek. Egy speciális eszköz irányítja ultrahang hullámok 0,5-15 MHz frekvenciával egy bizonyos testrészen visszaverődnek a vizsgált szervről, és a számítógép megjeleníti annak képét a képernyőn.
Az infrahangra jellemző a különböző közegekben való alacsony elnyelés, aminek következtében a levegőben, vízben és a földkéregben lévő infrahanghullámok igen nagy távolságokra terjedhetnek. Ez a jelenség gyakorlati alkalmazásra talál helyeket meghatározó erős robbanások vagy a kilövő fegyver helyzete. Az infrahang nagy távolságokra történő terjedése a tengerben lehetővé teszi természeti katasztrófa előrejelzései- cunami. A medúzák, rákfélék stb. képesek érzékelni az infrahangokat, és jóval a vihar kitörése előtt érzik annak közeledtét.
Tudjuk, hogy a hang a levegőben terjed. Ezért hallhatjuk. Vákuumban nem létezhet hang. De ha a hang a levegőn keresztül terjed, annak részecskéinek kölcsönhatása miatt, akkor más anyagok nem továbbítják? Lesz.
A hang terjedése és sebessége különböző médiában
A hangot nem csak a levegő továbbítja. Valószínűleg mindenki tudja, hogy ha a falhoz dugja a fülét, a szomszéd szobában hallhatja a beszélgetéseket. Ebben az esetben a hangot a fal továbbítja. A hangok vízben és más közegben terjednek. Sőt, a hang terjedése különböző környezetekben eltérő módon történik. A hang sebessége változó az anyagtól függően.
Érdekes módon a hang terjedési sebessége a vízben majdnem négyszer nagyobb, mint a levegőben. Vagyis a halak "gyorsabban" hallanak, mint mi. Fémekben és üvegben a hang még gyorsabban terjed. A hang ugyanis a közeg rezgése, és a hanghullámok gyorsabban terjednek a jobb vezetőképességű közegben.
A víz sűrűsége és vezetőképessége nagyobb, mint a levegőé, de kisebb, mint a fémeké. Ennek megfelelően a hangot másképp továbbítják. Amikor egyik közegről a másikra mozog, a hang sebessége megváltozik.
A hanghullám hossza is változik, ahogy az egyik közegből a másikba kerül. Csak a frekvenciája marad változatlan. De ettől még a falakon keresztül is meg tudjuk különböztetni, hogy konkrétan ki beszél.
Mivel a hang rezgés, a rezgésekre és hullámokra vonatkozó összes törvény és képlet jól alkalmazható a hangrezgésekre. A levegőben lévő hangsebesség kiszámításakor azt is figyelembe kell venni, hogy ez a sebesség a levegő hőmérsékletétől függ. A hőmérséklet növekedésével a hang terjedési sebessége nő. Normál körülmények között a hang sebessége a levegőben 340 344 m/s.
hang hullámok
A hanghullámok, amint az a fizikából ismeretes, rugalmas közegben terjednek. Ezért a hangokat jól közvetíti a föld. Füledet a földre téve már messziről hallod a léptek zaját, a paták csörömpölését stb.
Gyermekkorában bizonyára mindenki úgy szórakozott, hogy a fülét a sínekre tette. A vonat kerekeinek hangja több kilométeren keresztül továbbítódik a síneken. A hangelnyelés fordított hatásának megteremtésére puha és porózus anyagokat használnak.
Például annak érdekében, hogy megvédjük a helyiséget az idegen hangoktól, vagy fordítva, hogy a hangok a helyiségből kifelé ne szökjenek ki, a helyiséget kezeljük és hangszigeteljük. A falak, a padló és a mennyezet speciális habosított polimer alapú anyagokkal vannak kárpitozva. Egy ilyen kárpitban minden hang nagyon gyorsan elhallgat.
