подскажите пожалуйста физическую формулу эхо
оля новиченко
Ученик
(161),
закрыт
11 лет назад
Дополнен 11 лет назад
по физике тема Отражение звука .Эхо .Мне нужна формула для решения задач
Дополнен 11 лет назад
да
Что такое эхо
Это – результат восприятие наблюдателем отраженной от препятствий волны.
Когда мы говорим про эхо, то чаще всего подразумеваем акустическое явление. Звуковое эхо – это отражение звука. Мы часто слышим эхо в горах, в лесу, среди зданий – везде, где есть препятствия, от которых звук может отразиться.
Интересный факт – ухо человека не может отличить первоначальный звук от отраженного, если задержка составляет менее одной пятнадцатой доли секунды.
В наиболее общем смысле определения, под волной подразумевается не только акустическая, но также электромагнитная и другие волны.
Существуют разные виды эха:
- однократное эхо – волна отражается один раз и возвращается к наблюдателю;
- многократное эхо – возникает несколько звуковых откликов;
- реверберация – многочисленное эхо в небольшом помещении, сливающееся в сплошной звук.
- мировое эхо – явление в диапазоне радиоволн. Заключается в возвращении радиоволн через время от 1 до 40 и более секунд после начала радиопередачи. Интересно, что точного объяснения явлению мирового эха пока нет.
Применение явления эха
Некоторые животные используют особый вид связи – эхолокацию – для общения между собой и ориентирования на местности.
На принципе отражения волн построена работа многих приборов – сонаров, эхолотов, радаров, громкоговорителей и др.
Первый гидролокатор был изобретен в конце первой мировой войны, но принцип действия таких приборов остается неизменным и в настоящее время.
Рассмотрим работу эхолота. Этот прибор представляет собой гидролокатор и используется для исследования рельефа дна водоемов. Вместо звукового сигнала в эхолоте применяется ультразвук, а для обработки данных применяется ЭВМ.
Эхо также может быть нежелательным явлением. Так, при записи вокала и речи в помещениях устанавливаются специальные звукопоглощающие материалы.
Гидролокатор корабля посылает ультразвуковой сигнал вертикально вниз. Сигнал возвращается через 3 секунды. Какая глубина моря под кораблем?
Решение.
Скорость звука (и ультразвука) в воде составляет 1500 метров в секунду. За три секунды сигнал проходит расстояние до дна и обратно:
S=v·t
Разделим это значение на два и получим глубину:
h=S2=v·t2=1500·32=2250 м
Ответ: 2250 метра
Услышит ли эхо человек, стоящий в комнате на расстоянии (3) м от стены?
- Звук распространяется со скоростью (340~frac{м}{с}).
- Его путь составит (3+3=6~м) до стены и обратно относительно говорящего.
- Рассчитаем, через какое время звук вернётся по формуле равномерного движения волнового фронта:
t=Sυ; вычислим: t=6340≈0,02 с. - (0,02~с<0,06~с), поэтому условия для восприятия эха не будут выполняться.
А еще образованию эхо будут мешать любые находящиеся в комнате предметы, ведь они могут поглощать звук, а также отражать звуковые волны. В помещении с рыхлыми поверхностями – тканью, коврами, шторами, обоями – звук в основном поглощается. Из-за этого речь людей в помещении звучит разборчиво и чётко, так как не возникает эха.
Другое дело – большие пустые помещения, в них стены, пол и потолок находятся далеко друг от друга. В таких помещениях звуковых волны накладываются друг на друга в результате отражения от поверхностей помещения, и образуется гул. Избавиться от нежелательного явления можно, используя специальные материалы, поглощающие звук. Этими материалами облицовывают стены таких помещений.
Формула вычисления времени реверберации
Условно принятое время реверберации —
время, за которое уровень звука уменьшается
на 60 дБ.[1]
Для вычисления времени реверберации
используют формулу, которая принадлежит
Сэбину, первому исследователю архитектурной
акустики:
,
гдеV— это объём помещения,A—
общий фондзвукопоглощения,
,ai— коэффициент
звукопоглощения (зависит от материала,
его дисперсных, или фрикционных
характеристик),Si— площадь
каждой поверхности.
Э́хо—физическое
явление, заключающееся в принятии
наблюдателем отражённой от препятствий
волны (электромагнитной,звуковойи др.)
Общее описание
Звуковое эхо— отражённыйзвук.
Обычно эхо замечают, если слышат также
прямой звук от источника, когда в одной
точке пространства можно несколько раз
услышать звук из одного источника,
пришедший по прямому пути и отражённый
(возможно несколько раз) от окружающих
предметов. Так как при отражении звуковая
волна теряет энергию, то звуковая волна
от более сильного источника звука сможет
отразиться от поверхностей (например
стоящих друг напротив друга домов или
стен) много раз, проходя через одну
точку, что вызовет многократное эхо
(такое эхо можно наблюдать отгрома).
Эхо обусловлено тем, что звуковые
волнымогут отражаться твердыми
поверхностями, это связано с динамической
картиной разрежений и уплотнений воздуха
вблизи отражающей поверхности. В случае,
если источник звука расположен неподалеку
от такой поверхности, повернутой к нему
подпрямым
углом(или под углом, близким к
прямому), звук, отразившись от такой
поверхности, каккруги
на водеотражаются от берега,
возвращается к источнику. Благодаря
эху, говорящий может вместе с другими
звуками слышать свою собственную речь,
как бы задержавшуюся на некоторое время.
Если источник звука находится на
достаточном расстоянии от отражающей
поверхности, а кроме источника звука
поблизости нет никаких дополнительных
звуковых источников, то эхо становится
наиболее отчетливым. Эхо становится
различимым на слух если интервал между
прямой и отражённой звуковой волной
составляет 50-60 мсек, что соответствует
15-20 метрам, которые звуковая волна
проходит от источника и обратно, при
нормальных условиях.
Виды эхо
1)Однократное эхо- это волна, отраженная
от препятствия и принятая наблюдателем.
2)Многократное эхо — это эхо, возникающее
при каком — нибудь громком звуке,
что порождает не один, а несколько
следующих друг за другом звуковых
откликов.
Практическое применение
Поскольку звуковые волны в воздушной
среде обладают постоянной скоростью
распространения (около 330 метроввсекунду),
время, необходимое звуку для возвращения
может служить источником данных об
удалении предмета. Чтобы определить
расстояние до предмета в метрах,
необходимо засечь время в секундах до
возвращения эха, разделить его на два
(звук проходит расстояние до предмета
и обратно) и умножить на 330 — получим
примерное расстояние в метрах. На этом
принципе основанаэхолокация,
применяемая, в основном, для промеров
глубины водоемов (в этом случае необходимо
учитывать, что в воде звуковые волны
распространяются быстрее, чем в воздухе).
Радиоволнытакже обладают возможностью отражаться
от непрозрачных для радиоволн (металл,ионосфераили др.) поверхностей — на этом
свойстве радиоволн основанарадиолокация.
Эхо является существенной помехой для
аудиозаписи. Поэтому стены комнат, в
которых проходит запись песен,
радиорепортажей, а также начитка текстов
телерепортажей, обычно оборудуются
звукогасящими экранами из мягких или
ребристых материалов, поглощающих звук.
Принцип их работы в том, что звуковая
волна, попадая на такую поверхность, не
отражается обратно, затухает внутри за
счёт вязкого
трения газа. Этому особенно
способствуют пористые поверхности
выполненные в виде пирамид, так как даже
отражённые волны переизлучаются вглубь
впадины между пирамидами и дополнительно
ослабляются при каждом последующем
отражении.
Соседние файлы в предмете Архитектурная физика
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Скачать материал
без ожидания
Скачать материал
без ожидания
- Сейчас обучается 68 человек из 40 регионов
- Сейчас обучается 33 человека из 20 регионов
- Сейчас обучается 100 человек из 42 регионов
Описание презентации по отдельным слайдам:
-
1 слайд
Вопросы для повторения
1. Может ли меняться высота звука? От чего зависит высота звука?
2. Как на опыте удостовериться в том, что из двух камертонов более высокий звук издаёт тот, у которого больше собственная частота?
3. Звук какой частоты человек воспринимает как более громкий при одинаковых амплитудах колебаний от источников этих звуков (500Гц или 3000Гц)?
4. Как отражается на здоровье человека систематическое действие громких звуков? -
2 слайд
5. Можем ли мы услышать звук, если человек совершает взмахи руками? Почему?
6. Может ли звук распространяться в газах, жидкостях, твёрдых телах? Приведите примеры.
7. Какие тела лучше проводят звук – упругие или пористые?
8. Какую волну представляет собой звук, распространяющийся в воздухе, в воде?
9. Можно ли звук сильного взрыва на Луне быть слышен на Земле?
10. Зависит ли скорость распространения звука от температуры воздуха? Ответ поясните. -
3 слайд
1.Какое из перечисленных ниже движений является механическим колебанием?
а) Движение мяча, падающего на землю
б) Движение спортсмена, совершающего прыжок в длину
в) Движение струны гитары.
2. Амплитуда колебания – это…
а) Отклонение колеблющегося тела от положения равновесия
б) Наибольшее (по модулю) отклонение колеблющегося тела от положения равновесия
в) Координата колеблющегося тела.
3.Частота колебаний – это…
а) Число колебаний за единицу времени
б) Число колебаний за некоторое время
в) Число колебаний за время, равное периоду колебаний.
4. Как изменится частота колебаний математического маятника, если его длину уменьшить?
а) Уменьшится
б) Сначала уменьшится, а затем увеличится
в) Увеличится.
Повторим -
4 слайд
Отражение звука. Эхо. Звуковой резонанс
-
5 слайд
Каждый из нас знаком с таким звуковым явлением, как эхо. Эхо образуется в результате отражения звука от различных преград – стен большого пустого помещения, леса, сводов высокой арки в здании.
Эхо в переводе с латинского языка «откликаюсь» -
6 слайд
Эхо –
отражение звука от различных препятствий.
Эхо слышно, если отраженный звук воспринимается отдельно от произнесенного.
∆t > =0,06с
? В каком из дух случаев мы услышим эхо?
? Всегда ли слышно эхо? -
7 слайд
Почему мы не слышим эхо в небольшой квартире?
Оказывается, эхо слышно лишь в тогда, когда отражённый звук воспринимается отдельно от произнесённого. То есть промежуток времени между воздействиями этих двух звуков на барабанную перепонку уха составлял не менее 0,06с.
Поэтому полупустые помещения с гладкими стенами, полом и потолком обладают свойством очень хорошо отражать звуковые волны. -
8 слайд
На каком расстоянии должно находиться препятствие, чтобы можно было услышать эхо?
Скорость звука в воздухе υ=340м/с -
9 слайд
Распространение звука в помещении
-
10 слайд
Отражение звука происходит если препятствие по своим размерам намного превышает длину звуковой волны (17 мм – 21 м)
(20 000 Гц – 16 Гц)
Эхо не возникает -
11 слайд
Как возникает эхо?
-
12 слайд
Отражение звука
Эхо – это звуковые волны, отраженные от какого- либо препятствия и возвратившиеся к источнику звука.
Увеличение длительности звука, вызванное его отражением от препятствий, называется реверберацией
-
13 слайд
ЭХО
Промежуток времени между отраженным звуком и произнесённым в воздухе должен составлять 1/15 с.
Портик Эхо в Олимпии -
14 слайд
СВОЙСТВА ЗВУКА
Отражение звуков от препятсвия называют эхом.
Определить расстояние при возникновении
эхо можно по формуле -
15 слайд
Принцип действия рупора
На свойстве звука отражаться от гладких поверхностей основано действие рупора –расширяющиеся трубы обычно круглого или прямоугольного сечения. При использовании рупора звуковые волны не рассеиваются во все стороны, а образуют узконаправленный пучок, за счет чего мощность звука увеличивается и он распространяется на большее расстояние. -
16 слайд
Амплитуда установившихся вынужденных механических
колебаний достигает наибольшего значения в том
случае, если частота вынужденной силы совпадает с
собственной частотой колебательной системы.
Это явление называется резонанс.
Звуковой резонанс -
17 слайд
Резонанс может быть вызван и действием звуковых волн. Возьмём два камертона А и В с одинаковыми собственными частотами и поставим их рядом, обратив отверстия ящиков навстречу друг другу. Ударяя резиновым молоточком по камертону А, приведём его в колебание, а затем приглушим пальцами. Мы услышим звук, издаваемый камертоном В, который отзывается на колебания камертона А. Собственные частоты колебаний камертонов одинаковы, имеет место резонанс: камертон В колеблется с наибольшей возможной амплитудой.
-
18 слайд
Рассказывают, что при пении Ф.И. Шаляпина дрожали (резонировали) хрустальные подвески люстр. От того ли, что голос был громким? Вовсе нет. А от чего?
-
19 слайд
В музыкальных инструментах роль резонаторов выполняют части их корпусов. Например, в гитаре, скрипке и других подобных им струнных инструментах резонаторами служат деки, которые усиливают издаваемые струнами звуки и придают звучанию инструмента характерную для него окраску — тембр. Тембр звука зависит не только от формы и размера резонатора, но и от того, из какого дерева он изготовлен, и даже от состава лака, покрывающего его. Тембр определяется также материалом, из которого сделана струна, и тем, гладкая она или витая.
-
-
21 слайд
Резонаторы имеются и в голосовом аппарате человека. Источники звука в голосовом аппарате — голосовые связки. Они приходят в колебание благодаря продуванию воздуха из лёгких и возбуждают звук, основной тон которого зависит от их натяжения. Этот звук богат обертонами. Гортань усиливает те из обертонов, частота колебаний которых близка к её собственной частоте. Дальше звуковые волны попадают в полость рта. Для произнесения каждой гласной необходимо особое положение губ, языка и определённая форма резонаторной полости во рту.
-
22 слайд
Отражение звука
хорошее
плохое
гладкие поверхности
упругие тела
мягкие ткани,
пористые тела -
-
24 слайд
В Галерее шёпота в Соборе Св. Павла в Лондоне эхо такое, что, стоя у одной стены собора, вы можете услышать, о чём шепчутся люди у другой стены собора, находящейся от вас в 36м.
-
-
26 слайд
эхолот
рупор
Ультразвуковые волны посланные с корабля отражаются. Компьютер засекает время появления эхо и определяет местоположение предмета
Эхолот -
27 слайд
Многие животные способны издавать ультразвуковые колебания и воспринимать их после отражения от препятствий. Острая направленность ультразвука позволяет им определять местоположения и расстояния до каких-либо предметов по времени запаздывания отраженного звукового сигнала.
-
28 слайд
Решим задачу
На каком расстоянии от человека находится преграда, если посланный им звуковой сигнал был принят
через 3 секунды? Скорость звука в воздухе 340м/с.
Дано: Решение:
υ=340м/с S=υ∙t/2
t=3с S=340м/с∙3с/2=510м
S-? Ответ: S=510м. -
29 слайд
Решаем задачи
1. Наблюдатель находится на расстоянии 85 м от отвесной скалы. Через какое время он услышит эхо от произнесенного восклицания?2. Человек услышал эхо через 2с. Определите расстояние до преграды, если скорость звука в воздухе 340 м/с.
3.Наблюдатель, стоя на расстоянии 200 м от отвесной скалы, хлопнул в ладоши. Через сколько времени он услышит эхо?
4. Скорость распространения ультразвука приблизительно 1500 м/с. Какова измеряемая глубина моря, если сигнал ультразвукового эхолота возвратился через 0,5 с после выхода?
5. С какой скоростью распространяется звук в атмосфере Венеры, если эхолот спускаемого аппарата космического корабля на высоте 1 км принял сигнал, отраженный от поверхности Венеры, через 8 с после излучения?
-
30 слайд
Ответим на вопросы
1. Какова причина образования эха?
2. Почему эхо не возникает в маленькой, заполненной мебелью комнате?
3. Как можно улучшить звуковые свойства большого зала?
4. Почему при использовании рупора звук распространяется на большее расстояние?
5. Приведите примеры звукового резонанса.
6. Для чего камертоны устанавливают на резонаторных ящиках?
7. Каково назначение резонаторов?
8. Что является источником голоса человека? -
31 слайд
Домашнее задание
Внимательно прочитать параграф 37. Ответить на вопросы после параграфа.
Выполнить письменно задание слайдов 1,2,30.
Эхо слышно, если отраженный звук
воспринимается отдельно от произнесенного.
В каком из двух случаев мы услышим эхо? -
32 слайд
Изречения древнекитайского философа, последователя Конфуция – Сюнь-цзы:
Не поднявшись на высокую гору, не узнаешь высоты неба
Не взглянув в глубокое ущелье в горах, не узнаешь толщины земли
Не услышав заветов предков, не узнаешь величия учёности
В учении нельзя останавливаться. -
Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
6 256 858 материалов в базе
- Выберите категорию:
- Выберите учебник и тему
- Выберите класс:
-
Тип материала:
-
Все материалы
-
Статьи
-
Научные работы
-
Видеоуроки
-
Презентации
-
Конспекты
-
Тесты
-
Рабочие программы
-
Другие методич. материалы
-
Найти материалы
Материал подходит для УМК
Другие материалы
Вам будут интересны эти курсы:
-
Курс повышения квалификации «Информационные технологии в деятельности учителя физики»
-
Курс повышения квалификации «Подростковый возраст – важнейшая фаза становления личности»
-
Курс повышения квалификации «Педагогическая риторика в условиях реализации ФГОС»
-
Курс повышения квалификации «Организация научно-исследовательской работы студентов в соответствии с требованиями ФГОС»
-
Курс повышения квалификации «Организация практики студентов в соответствии с требованиями ФГОС педагогических направлений подготовки»
-
Курс повышения квалификации «Маркетинг в организации как средство привлечения новых клиентов»
-
Курс профессиональной переподготовки «Организация маркетинга в туризме»
-
Курс повышения квалификации «ЕГЭ по физике: методика решения задач»
-
Курс повышения квалификации «Актуальные вопросы банковской деятельности»
-
Курс профессиональной переподготовки «Метрология, стандартизация и сертификация»
-
Курс профессиональной переподготовки «Информационная поддержка бизнес-процессов в организации»
-
Курс профессиональной переподготовки «Стандартизация и метрология»
-
Курс профессиональной переподготовки «Стратегическое управление деятельностью по дистанционному информационно-справочному обслуживанию»
