Многие люди хотят найти ответы на вопросы о том, что такое звуковые явления, как и откуда они возникают. По какому принципу одни звуки отличаются от других? Почему мы их слышим?
Сегодня мы заглянем в раздел физики, который изучает звуковые явления. Этот раздел называют акустикой.
Колебание – причина всех звуков на планете
Если мы слышим какой-то шум, то мысленно мы можем представить этот источник, который его издает. Так вот, если рассмотреть его, там мы и увидим то, что колеблется. Когда мы с вами разговариваем, то внутри нашего тела колеблются голосовые связки. Таким образом, мы слышим собственный голос. Примеры звуковых явлений в физике мы наблюдаем и слышим каждый день.
Историческая справка
Изучает физика звуковые явления с древнейших времен. Нашими вечными спутниками в жизни являются шумы и звуки. Бывают шумовые колебания нам приятные, другие же нас раздражают. С этих слов можно сделать вывод о том, что звуки и звуковые явления по-разному воздействуют на сознание и самочувствие человека. Известно, что от некоторых шумов человек может сойти с ума, а есть такие звуки, которые способны исцелить какой-либо недуг у человека. Все эти открытия сделал человек еще до нашей эры. Чуть позже вы узнаете, какие бывают звуковые явления. А пока поговорим об открытиях в области акустики.
Древние цивилизации
Удивительное целебное воздействие звука на человека заметили священнослужители храмов Древнего Египта. Естественно, они это явление использовали в религиозных целях. Теперь ритуальные праздники египтян не обошлись без хоров и песнопений. Чуть позже музыка и звуки ворвались уже в храмы христиан. Высоким уровнем музыкального мастерства раньше всех овладели индийцы. Еще в те далекие времена они создали и активно применяли нотную грамоту. Индийцы наделили каждую ноту определенным значением. Последняя нота гаммы «Не» обозначала печаль, нота «Па» обозначала радость.
Пифагор – отец акустики
Уже с древних времен люди стремились изучить звуковые явления. Например, древнегреческий ученый математик и философ Пифагор, который жил около 2,5 тысяч лет тому назад, проводил разнообразные опыты со звуками. Благодаря своим открытиям он доказал, что низкий тон инструментов присущ только тем, которые имеют длинные струны. Когда струна укорачивается вдвое, то и звук повышается на одну октаву. Благодаря этим выводам Пифагора было положено начало в разделе физики – акустике. Самые первые акустические приборы создали греки, жившие в эпоху античности. Они использовали их в театрах. Эти приборы были в виде небольших рупоров, которые актёры вставляли в свою маску для того, чтобы усиливать звук. Кстати, очень было интересно явление шепчущих статуй богов в Древнем Египте.
Возрождение и Новое время
В течение многих веков звуковые явления так и продолжали изучать. Например, акустикой занимался даже живописец Леонардо да Винчи. В своих трудах он сформулировал принцип независимости волн звука от различных источников. Спустя 400 лет во Франции в Парижской академии наук Жозеф Савер опубликовал "Мемуары по акустике". Затем уже Ньютон изучал работы Савера. Основываясь на его выводах и заключениях, разработал расчёт длины звуковой волны. Ньютон пришел к выводу, что длина звуковой волны вдвое больше, чем труба, которая воспроизводит этот звук.
Определение звука
Что относится к звуковым явлениям? Переходим к определению понятия термина «звук». Это механические колебания, которые распространяются в упругих средах, таких как: газ, жидкости и твердые тела. Такие механические колебания воспринимают органы слуха, то есть наши уши. Самым простым примером, который пояснит сущность звука, будет струна любого музыкального инструмента. Она передает колебания окружающим частицам воздуха. Колебания распространяются далеко, а когда достигают уха, они вызывают колебания барабанной перепонки. Таким образом, мы слышим звук по-другому.
Звуковые явления в природе
Звуковые волны увидеть нельзя. Однако можно представить, как они будут выглядеть. Для этого вам нужно подойти к любому водоему. Если вы бросите камень в озеро или пруд, то вначале вы увидите углубление. Затем вода возвысится, и вследствие этого возникают на поверхности водоема волны, представляющие собой поочередно чередующиеся впадины и гребни. Они будут распространяться во все направления.
Разделы в акустике
Вопросами возникновения и распространения, а также поглощения звука занимается акустика. За последние 10 лет физическая акустика открыла звуки, которые лежат за пределами слышимости. Их изучает ультраакустика. Техническая акустика занимается процессами получения, передачи и приемов звукозаписи с помощью электроприборов. Следующий раздел, изучающий распространение звука в помещении – архитектурная акустика. Для нее важны не только размеры и формы помещения, где исследуется звук, но также и материалы, которые покрывают стены и потолки помещения. Музыкальная акустика изучает природу и происхождение музыкальных звуков. Наряду с другими разделами, существует и морская акустика (гидроакустика). Она призвана изучать звуковые явления в водной среде. Гидроакустика необходима для разработки, а также создания звуковых приборов, которые можно использовать на подводных лодках. Есть еще один вид – атмосферная акустика. Она изучает звуковые явления в атмосфере. Физиологическая акустика стоит на страже органов слуха. Благодаря ей мы знаем возможности наших органов, их устройство и действие. Данный вид акустики изучает образование звуков органов речи. И последний вид – это биологическая акустика. Она рассматривает вопросы ультразвукового и звукового общения животных. Также она изучает механизмы локации, которыми пользуются звери, кроме того, биологическая акустика призвана исследовать проблемы шума и вибрации, она необходима для того, чтобы бороться с вредными шумами и для оздоровления окружающей среды.
Аномальные природные звуковые явления
На нашей планете есть места, известные за счёт феномена гула. Его описывают, как постоянное и низкочастотное гудение. Источник этого звука до сих пор не обнаружен. Город Талас в Нью-Мексико обладает таким аномальным источником звука. Удивительно, что этот гул слышат только 2% из местных жителей города, они говорят, что звук является чрезвычайно тревожным.
Аномальные природные звуковые явления
Одним из самых приятных звуков человек считает мурлыканье кошек. Ученые до сих пор изучают это явление. Происхождение этого звука до сих пор не могут установить. Не менее удивительными в природе считаются очень сложные и длинные звуки, которые издают самцы горбатых китов. Многие ученые считали, что это необходимо для привлечения самок, но последние исследования доказали, что звук привлекает вовсе не самок, а самцов.
В природе существует огромное количество звуков. Мы слышим раскаты грома. Зимой под нашими ногами хрустит снег. Если закричать в лесу, то мы услышим эхо. Оно тоже является примером звуковых явлений в природе.
Таким образом, мы рассмотрели примеры звуковых явлений в физике и природе. Теперь ни одна проверочная работа вам не страшна.
