Распространение и отражение звука

Зная частоту v и скорость звука V, нетрудно вычислить длину звуковой волны Л. Связь этих величин выражается формулой: Л =u/v . Понятие длины волны поможет нам объяснить тот факт, что от звука нельзя загородиться небольшим листом картона, как от пучка света: звуковые волны способны огибать препятствия, "не замечать" их, если их размеры меньше, чем длина волны. Длина слышимых в воздухе звуковых волн колеблется от 1,5 см до 15 м. Если у препятствий на их пути размеры меньше (например, у древесных стволов в редколесье), то волны их просто огибают. Препятствия же больших размеров (стена дома, скала) отражают звуковые волны по тому же закону, что и световые: угол падения равен углу отражения. Эхо - это отражение звука от препятствий.

Своеобразно переходит звук из одной среды в другую. Явление это довольно сложное, но оно подчиняется общему правилу: звук не переходит из одной среды в другую, если их плотности резко отличны, например из воздуха в воду. Достигнув границы этих сред, он почти полностью отражается. Очень незначительная часть его энергии уходит на вибрацию поверхностных слоев другой среды. Под самой поверхностью воды еще слышны громкие звуки, но на глубине одного метра уже ничего не слышно. Рыбы не слышат звука, раздающегося над поверхностью моря, но звук от тела, вибрирующего в воде, они отлично воспринимают.

Рупор полководца.

Через тонкие упругие стенки звук слышен хорошо: стены колеблются и воспроизводят звуковые волны в соседней комнате. Хорошие звукоизоляционные материалы - вата, ворсистые ковры, пенобетон или пористая сухая штукатурка. В них очень много поверхностей раздела между воздухом и твердым телом. Проходя через каждую из таких поверхностей, звук многократно отражается и поглощается. По сходной причине один и тот же звук слышен лучше и дальше в чистом воздухе, чем в тумане.

По-разному поглощаются в воздухе звуковые волны различной частоты: сильнее - звуки высокие, меньше - низкие. Поэтому пароходный гудок настраивают на низкий тон (частотой не более 50 Гц). Большой колокол в Московском Кремле, когда он еще находился на колокольне "Иван Великий", был слышен за 30 км (частота примерно 30 Гц). Еще меньше поглощаются инфразвуки, особенно в воде. Рыбы слышат их за десятки и сотни километров. А вот ультразвук поглощается очень быстро: ультразвук с частотой 1 МГц ослабляется в воздухе вдвое на расстоянии 2 см, тогда как звук с частотой 10 кГц ослабляется вдвое на расстоянии 2200 м.

Звуки любой частоты распространяются в воде дальше, чем в воздухе, а в твердых телах еще дальше. Приложив ухо к железнодорожному рельсу, можно услышать шум далеко идущего поезда, когда по воздуху этот шум еще совсем не слышен.

перейти к началу страницы