Звукові хвилі

Звук – це пружна хвиля, розповсюдження в середовищі від 16-20 Гц

Акустика розглядає інтервал частот від 16 Гц до 20000 Гц – це звуковий діапазон. Коливання, нижчі, ніж 16 Гц, називають інфразвуками, вищі 20 кГц – ультразвуками.

Звук передається пружним середовищем у вигляді хвиль. Швидкість звуку залежить від пружних властивостей середовища, його густини та температури.

Поділяється на об’єктивну та суб’єктивну.

Обєктивнй – це відношення енергії до одиниці площі за 1 часу.

Суб’єктивний: висота звуку, висота тону, тембр – розподіл енергії по частотам.

Реверберація – поступове зменшення звуку.

Весь звук поділяється: високі, низькі, середньо частотні.

Найпростішим типом звуку є звук, в якому тиск у кожній точці простору змінюється за синосуїдним законом, тобто здійснює гармонічні коливання з певною частотою. Частота — це кількість коливань певної точки звукової хвилі в секунду. Одному циклу коливання в секунду відповідає величина 1 Гц

Діапазон від 16 Гц до 20 кГц називають чутним діапазоном. Звуки з частотами до 16 Гц називаються інфразвуком, понад 20000 Гц — ультразвуком. Звуки з частотою 109-1013 Гц називають гіперзвуком.

Розповсюдження звуку є адіабатичним процесом, тобто коливання тиску й густини відбувається швидше, ніж встигає вирівнятися температура. Це означає, що локальна температура змінюється разом із густиною - при стискуванні відбувається нагрівання, при розширенні охолодження.

Межа чутності- мін енергія, яка знатна розгойдати барабанну перетинку.

Больовий поріг – макс енергія за якої руйнується барабанна перетинка.

Рівень чутності вимірюється в фонах, децибелах

Пружні хвилі — пружні деформації, що поширюються в твердих, рідких і газоподібних середовищах.

Звукові частоти – низькі, середні, високі.

Особливості розповсюдження – відбивання, заломлення, дифракція. Акустика – наука про особливості розповсюдження звуку в різних середовищах.

Принцип суперпозиції. Стоячі хвилі

Якщо середовище в якому поширюється декільна хвиль, лінійне – то до них застосовується принцип суперпозиції: пр. поширенні в лінійному середовищі декількох хвиль, кожна із них буде поширюватися так, наче інші хвилі відсутні.

Стоячі хвилі - це хвилі, які утворюються при накладанні двох біжучих хвиль, що поширю-ються назустріч одна одній з однаковими частотами і амплітудами.

в стоячій хвилі є ряд нерухомих вузлових точок, які розміщені на відстані півхвилі одна від одної. Частинки між вузлами коливаються з різними амплітудами, від нуля у вузлі до подвійної амплітуди у пучноcті. Всі частинки одночасно проходять через положення рівноваги і одночасно досягають максимальних відхилень, отже, коливаються в однакових фазах

Дисперсія хвиль. Поширення хвиль в середині з дисперсією. Фазова та групова швидкість. Ефект Доплера

1. Закон геометричної оптики – в однорідному середовищі світло розповсюджується прямолінійно.

Дисперсія – це залежність показника заломлення від середовища, довжини хвилі. Дисперсії у вакуумі немає. U- групова швидкість,її можна визначити як швидкість розповсюдження групи хвилі, що утворюють в кожен момент часу хвильових пакет.

ЕфектДоплера– зміна частоти, яку сприймає або відчуває приймач при взаємному пересуванні приймача та джерела.

Фазова швидкість-це швидкість поширення даної фази коливань, тобто швидкість хвилі. У вакуумі u=v=c. якщофазовашвидкість в середовищі залежить від частоти – дисперсія хвиль

Електромагнітні хвилі. Диференційне рівняння електромагніт хвилі. Вектор Поінтіга. Шкала електромагнітних хвиль. Передача інформації задопомогою електромагнітних хвиль.

Електромагнітні хвилі це процес розповсюдження електромагнітних

коливань, взаємозв’язаних, взаємопороджуючих одне одного вихрових

електричних та магнітних полів; це електромагнітне поле, щорозповсюджується в просторі.

Вектор Пойнтінга, дорівнює енергії електромагнітного поля, що переноситься через одиницю поверхні, перпендикулярної до напрямку розповсюдження хвиль за одиницю часу в напрямку хвильової нормалі:

Теорема Пойнтінга стверджує, що якщо в середовищі випромінює

енергію джерело електромагнітних хвиль потужністю Р, то випромінювана

потужність дорівнює потужності теплових втрат в середовищі плюс потік

вектора Пойнтінга через поверхню, що охоплює джерело хвиль:

шкала електомаг хвиль: 1.радіодіапазон( викор у передачі інфо по тв. Та радіо, ділиться на низькі, середні, високі, надвисокі частоти) 2.інфрачервоний 3.світло(червоного-фіолетове) 4.ультрафіолет( над проникність, вбиває шкідливі бактерії),5.ренген 6. Гама промені γ( складова розкладу атома ядра)

червона межа фотоефекту-це макс довжина хвилі, при якій можливий фотоефект.

Передача інформації :джерело(генератор) виробляє коливання високої частоти.

Звукові коливання надходять в мікрофон і тут перетворюються в електричні коливання. У модуляторі відбувається процес перетворення незатухаючих

коливань у модульовані коливання.Після посилення модульовані коливання поступають в антену, яка служить для випромінювання електромагнітних хвиль.

Ці хвилі вступають в антену приймача і викликають коливання в резонуючому контурі Слабкі коливання високої частоти поступають в підсилювач, потім -

в детектор З детекторованих коливань виділяється низькочастотна (звукова) складова яка знову посилюється і передається на динамік.

Зауважимо також, що чим вище несуча частота, тим більш ши-

рокій інтервал частот може бути відтворений без спотворень.

Це одна з причин, чому зараз все більш широко використовується

діапазон коротких та ультракоротких хвиль.