TZI/2025-26/1 сем/Зачеты/01_Акустика/Kazutin.md

Акустика – раздел физики, изучающий звуковые явления, их природу, распространение и воздействие.

1. Звук и его природа:

• Определение: Звук – это механические колебания, распространяющиеся в упругой среде (газ, жидкость, твердое тело) и воспринимаемые органами слуха. • Механизм возникновения: Звук возникает при колебаниях источника, которые передаются частицам среды, вызывая их колебания. • Типы сред распространения: Звук лучше всего распространяется в твердых телах, затем в жидкостях и хуже всего в газах. В вакууме звук не распространяется. • Волновая природа звука: Звук является продольной волной, в которой колебания частиц среды происходят вдоль направления распространения волны. • Параметры звуковой волны: • Частота (ν): Количество колебаний в секунду (Гц). Определяет высоту звука. • Длина волны (λ): Расстояние между двумя ближайшими точками, колеблющимися в одинаковой фазе (м). • Скорость звука (v): Скорость распространения звуковой волны в среде (м/с). Зависит от свойств среды (плотность, температура, упругость). • Амплитуда (A): Максимальное отклонение частиц среды от положения равновесия. Определяет громкость звука. • Период (T): Время одного колебания (с). T = 1/ν • Связь между параметрами: v = λν

1. Характеристики звука:

• Высота звука: Субъективное восприятие частоты звука. Чем выше частота, тем выше звук. • Громкость звука: Субъективное восприятие амплитуды звука. Чем больше амплитуда, тем громче звук. Измеряется в децибелах (дБ). • Тембр звука: Специфическая окраска звука, определяемая наличием обертонов (дополнительных частот, кратных основной). Позволяет различать звуки, издаваемые разными инструментами или голосами, даже при одинаковой высоте и громкости.

1. Явления, связанные со звуком:

• Отражение звука: Звуковая волна отражается от препятствий, изменяя направление распространения. • Преломление звука: Изменение направления распространения звуковой волны при переходе из одной среды в другую с разной скоростью звука. • Интерференция звука: Сложение двух или более звуковых волн, приводящее к усилению или ослаблению звука в зависимости от разности фаз волн. • Дифракция звука: Огибание звуковой волной препятствий. Чем меньше размер препятствия по сравнению с длиной волны, тем сильнее дифракция. • Резонанс: Резкое возрастание амплитуды колебаний системы при совпадении частоты вынуждающей силы с собственной частотой колебаний системы. • Эхо: Отраженный звук, достигающий слушателя с задержкой, достаточной для его раздельного восприятия.

1. Инфразвук и ультразвук:

• Инфразвук: Звуковые колебания с частотой ниже 20 Гц. Не воспринимаются человеческим ухом. Могут оказывать влияние на организм. • Ультразвук: Звуковые колебания с частотой выше 20 кГц. Не воспринимаются человеческим ухом. Широко используются в медицине, технике и других областях.

1. Применение акустики:

• Музыка: Создание и воспроизведение музыки. • Медицина: Ультразвуковая диагностика (УЗИ), терапия. • Техника: Звуколокация (сонары), ультразвуковая очистка, дефектоскопия. • Архитектура: Акустическое проектирование помещений (концертные залы, студии звукозаписи). • Связь: Микрофоны, телефоны, динамики.

1. Влияние звука на человека:

• Положительное: Музыка, речь, общение. • Отрицательное: Шум (загрязнение окружающей среды), травмы слуха.