Камера автоматической фокусировки использует ультразвуковую звуковую волну для фокусировки на объектах. Камера посылает звуковые волны, которые отражаются от удаленных объектов и возвращаются к камере. Датчик определяет время, необходимое для возвращения волн, а затем определяет расстояние, которое объект находится от камеры.

Рассчитайте частоту и длину волны раздражающего звука, сделанного комаром, когда он бьет свои крылья со средней скоростью 600 бит крыла в секунду. Предположим, что скорость звуковых волн составляет 344 м с -1. Как уменьшение частоты источника волны на половину влияет на скорость волн?

Предполагая, что скорость звука на воздухе составляет 344 м с -1, рассчитайте длину волны звука, соответствующую верхнему диапазону слышимого слуха. Предполагая, что скорость звука в воздухе составляет 344 м с -1, рассчитайте длину волны этой инфразвуковой звуковой волны, сделанной слоном.

Корабль посылает сигнал для определения глубины океана. Сигнал возвращается через 2, 5 секунды. Волны и среда, движущиеся в одном направлении. Расстояние между последовательными точками волны, которые находятся в фазе. Как часто одна длина волны проходит.

Половина разницы между высокими точками и низкими точками волн. Расстояние, на которое распространяется волна за интервал времени. Время, затраченное на одну длину волны для прохождения точки. В конце этого раздела вы сможете. Опишите, как звуковые помехи, возникающие внутри открытых и закрытых трубок, изменяют характеристики звука и как это относится к звукам, создаваемым музыкальными инструментами.

• Определить антиноды, узлы, фундаментальные, обертоны и гармоники.
• Определите случаи звукового вмешательства в повседневных ситуациях.
• Вычислите длину трубки, используя измерения звуковой волны.

Вмешательство - это признак волн, все из которых проявляют конструктивные и разрушительные помехи, в точности аналогичные тем, которые наблюдаются для водных волн. Фактически, одним из способов доказать, что что-то «является волной», является наблюдение интерференционных эффектов. Итак, звук, являющийся волной, мы ожидаем, что он проявит помехи; мы уже упоминали о некоторых таких эффектах, таких как биты из двух похожих нот, играемых одновременно.

На рисунке 2 показано умное использование звуковых помех для отмены шума. Более масштабные приложения активного снижения шума путем деструктивных помех предусмотрены для целых пассажирских отсеков на коммерческих самолетах. Для получения деструктивных помех выполняется быстрый электронный анализ, и вводится второй звук с его максимумами и минимумами, которые полностью отменяются от входящего шума. Звуковые волны в жидкостях являются волнами давления и согласуются с принципом Паскаля; давления из двух разных источников добавляют и вычитают, как простые числа; то есть положительное и отрицательное калибровочные давления добавляют к значительно меньшему давлению, создавая звук меньшей интенсивности.

Хотя полностью разрушительные помехи возможны только в самых простых условиях, с помощью этой технологии можно снизить уровень шума на 30 дБ или более. Наушники, предназначенные для отмены шума с разрушительными помехами, создают звуковую волну, совершенно противоположную входящему звуку. Эти наушники могут быть более эффективными, чем простое пассивное затухание, используемое в большинстве защитных наушников.

Где еще мы можем наблюдать звуковые помехи? Все звуковые резонансы, например, в музыкальных инструментах, вызваны конструктивными и разрушительными помехами. Только резонансные частоты конструктивно вмешиваются в формирование стоячих волн, в то время как другие препятствуют разрушению и отсутствуют. Из гудков, сделанных дуть над бутылкой, к характерному аромату звукового ящика скрипки, к узнаваемости голоса великого певца, резонансная и стоячая волны играют жизненно важную роль.

Вмешательство - такой фундаментальный аспект волн, что наблюдение за помехой является доказательством того, что что-то является волной. Волновая природа света была установлена ​​экспериментами, показывающими интерференцию. Аналогично, когда электроны, рассеянные из кристаллов, проявили интерференцию, их волновая природа была подтверждена точно так же, как и предсказывалось симметрией с некоторыми волновыми характеристиками света.

Предположим, мы держим вилку настройки вблизи конца трубки, которая закрыта на другом конце, как показано на рисунке 3, рис. 4, рис. 5 и рисунок. Если вилка настройки имеет только правильную частоту, воздушный столбец в трубке резонирует громко, но на большинстве частот он вибрирует очень мало. Это наблюдение просто означает, что воздушный столбец имеет только определенные собственные частоты. Цифры показывают, как формируется резонанс на самой низкой из этих собственных частот. Нарушение движется вниз по трубке со скоростью звука и отскакивает от закрытого конца.

Если трубка имеет только правильную длину, отраженный звук возвращается к тюнерной вилке ровно через половину цикла позже, и он конструктивно вмешивается в продолжающийся звук, создаваемый камертоном. Входящие и отраженные звуки образуют стоячую волну в трубе, как показано.

Устоящая волна, сформированная в трубе, имеет максимальное смещение воздуха на открытом конце, где движение не ограничено, и смещение на закрытом конце, где движение воздуха остановлено. Этот же резонанс может быть вызван вибрацией, введенной на или вблизи закрытого конца трубки, как показано на рисунке.

Лучше всего рассматривать это естественную вибрацию воздушной колонны независимо от ее индукции. Такая же стоячая волна создается в трубе вибрацией, введенной вблизи ее закрытого конца. Другой резонанс для трубки, закрытой с одного конца. Это имеет максимальные смещения воздуха на открытом конце, и ни один на закрытом конце. Эта высокочастотная вибрация является первым обертоном.

Учитывая, что на открытом конце возможны максимальные смещения воздуха, а на закрытом конце отсутствуют, в трубе могут возникать другие более короткие длины волн, например, показанные на рисунке. Продолжая этот процесс, обнаруживается целая серия коротковолновых и высокочастотные звуки, которые резонируют в трубке. Мы используем конкретные термины для резонансов в любой системе. Самая низкая резонансная частота называется фундаментальной, а все более высокие резонансные частоты называются обертонами.

Все резонансные частоты являются целыми кратными фундаментальным, и они все вместе называются гармониками. Фундаментальной является первая гармоника, первый обертон - вторая гармоника и т.д. на рисунке 9 показаны основные и первые три обертона в трубе, закрытой с одного конца.

Фундаментальный и три нижних обертона для трубки, закрытой с одного конца. Все имеют максимальные смещения воздуха на открытом конце и не имеют закрытого конца. Фундаментальные и обертоны могут присутствовать одновременно во множестве комбинаций. Основная частота одна и та же, но обертоны и их сочетание интенсивностей различны и подвержены затенению музыканта. Этот микс - это то, что придает различным музыкальным инструментам их отличительные характеристики, независимо от того, имеют ли они воздушные колонны, струны, звуковые ящики или барабанные головки.

Фактически, большая часть нашей речи определяется формированием полости, образованной горлом и ртом, и позиционированием языка для корректировки фундаментальной и комбинации обертонов. Например, простые резонансные резонаторы могут резонировать со звуком гласных.

У мальчиков, в период полового созревания, растет гортань и меняется форма резонансной полости, что приводит к разнице в преобладающих частотах в речи между мужчинами и женщинами. Горло и рот образуют воздушную колонну, закрытую на одном конце, которая резонирует в ответ на вибрации в голосовом ящике. Спектр обертонов и их интенсивность варьируются в зависимости от формы рта и языка, чтобы сформировать разные звуки. Голосовой ящик можно заменить механическим вибратором, и понятная речь по-прежнему возможна.