Звук

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Звук — коливальний рух частинок пружного середовища, що поширюється у вигляді хвиль у газі, рідині чи твердому тілі. У вузькому значенні під звуком мають на увазі ці коливання, розглянуті стосовно того, як вони сприймаються органами чуттів тварин і людини[1]. Більшість явищ у природі супроводжуються характерними звуками, які сприймаються та розпізнаються вухом людини і тварин і служать для орієнтування та спілкування. Розділ науки, що вивчає звуки, називається акустикою.

Cloche.jpg

Характеристики звуку[ред.ред. код]

Характеристиками звуку є частота, довжина хвилі, амплітуда і швидкість, а також тембр. Звичайно людина чує коливання, передані по повітрю, у діапазоні частот від 16—20 Гц до 15—20 кгц[2]. Звук нижче діапазону чутності людини називають інфразвуком; вище: до 1 ГГц, — ультразвуком, від 1 ГГц — гіперзвуком.

Сприйняття за допомогою слуху створює акустичний простір, центр якого в кожен даний момент перебуває там, де перебуває джерело звуку, — на відміну від візуального простору, центром якого є кожна сприймаюча за допомогою зору людина.

Серед вловимих звуків варто особливо виділити фонетичні, мовні звуки й фонеми (з яких складається усне мовлення) і музичні звуки (з яких складається музика).

Розрізняють поздовжні й поперечні звукові хвилі залежно від співвідношення напрямку поширення хвилі й напрямки механічних коливань часток середовища поширення.

Поняття про звук[ред.ред. код]

Звукові хвилі в повітрі — чередовані області стиснення й розрідження.

Звукові хвилі можуть бути прикладом коливального процесу. Усяке коливання пов'язане з порушенням рівноважного стану системи й виражається у відхиленні її характеристик від рівноважних значень із наступним поверненням до вихідного значення. Для звукових коливань такою характеристикою є тиск у точці середовища, а її відхилення — звуковим тиском.

Якщо зробити різкий зсув часток пружного середовища в одному місці, наприклад, за допомогою поршня, то в цьому місці збільшиться тиск. Завдяки пружним зв'язкам часток тиск передається на сусідні частки, які, у свою чергу, впливають на наступні, і область підвищеного тиску як би переміщається в пружному середовищі. За областю підвищеного тиску слідує область зниженого тиску, і, таким чином, утвориться ряд чередованих областей стиску й розрідження, що поширюються в середовищі у вигляді хвилі. Кожна частка пружного середовища в цьому випадку буде робити коливальні рухи.

У рідких і газоподібних середовищах, де відсутні значні коливання щільності, акустичні хвилі мають поздовжній характер, тобто напрямок коливання часток збігається з напрямком переміщення хвилі. У твердих тілах, крім поздовжніх деформацій, виникають також пружні деформації зрушення, що обумовлюють порушення поперечних (зсувних) хвиль; у цьому випадку частки роблять коливання перпендикулярно напрямку поширення хвилі. Швидкість поширення поздовжніх хвиль значно більше швидкості поширення зсувних хвиль.

У філософії, психології й екології засобів комунікації звук досліджується у зв'язку з його впливом на сприйняття й мислення (мова йде, наприклад, про акустичний простір як простір, створюваний впливом електронних засобів комунікації).

Класифікація звуків[ред.ред. код]

Більшість звуків, які зустрічаються в природі складні, тобто є накладанням хвиль різної частоти. Накладання хвиль різної частоти надає звуку забарвлення, яке називають тембром.

За частотними характеристиками акустичної хвилі розрізняють:

  • простий тонсинусоїдні коливання (Loudspeaker.png послухати). Звукові коливання простого тону в достатньо хорошому наближенні дають звукові генератори і камертон.
  • складний тон
    • гармонічний — визначеної звуковисотності, що складається з основного тону та обертонів. Звуки такого спектрального складу дають музичні інструменти. Тембр звуку, тобто співвідношення обертонів та основного тону надає кожному музичному інструменту своє характерне звучання.
    • негармонічний — приблизно визначеної звуковисотності, що складається з основного тону та негармонічних обертонів (Loudspeaker.png послухати).
  • шум
    • білий шум — хаотичні коливання, спектральні складові розміщуються рівномірно по всьому діапазону (Loudspeaker.png послухати).
    • кольоровий шум — хаотичні коливання, спектральні складові розміщуються нерівномірно по всьому діапазону, як правило з поступовим зменшенням інтенсивності від низьких до високих частот (Loudspeaker.png послухати).

Фізичні параметри звуку[ред.ред. код]

Коливальна швидкість виміряється в м/с або см/с. В енергетичному відношенні реальні коливальні системи характеризуються зміною енергії внаслідок часткової її витрати на роботу проти сил тертя й випромінювання в навколишній простір. У пружному середовищі коливання поступово загасають. Для характеристики загасаючих коливань використовуються коефіцієнт загасання (S), логарифмічний декремент (D) і добротність (Q).

Коефіцієнт загасання відбиває швидкість убування амплітуди із часом. Якщо позначити час, протягом якого амплітуда зменшується в е разів, через \tau, то:

S=\frac{1}{\tau}.

Зменшення амплітуди за один цикл характеризується логарифмічним декрементом. Логарифмічний декремент дорівнює відношенню періоду коливань до часу загасання \tau:

D=\frac{T}{\tau}

Якщо на коливальну систему із втратами діяти періодичною силою, то виникають вимушені коливання, характер яких тією чи іншою мірою повторює зміни зовнішньої сили. Частота вимушених коливань не залежить від параметрів коливальної системи. Навпаки, амплітуда залежить від маси, механічного опору й гнучкості системи. Таке явище, коли амплітуда коливальної швидкості досягає максимального значення, називається механічним резонансом. При цьому частота змушених коливань збігається із частотою власних незатухаючих коливань механічної системи.

При частотах впливу, значно менших резонансної, зовнішня гармонійна сила врівноважується практично тільки силою пружності. При частотах порушення, близьких до резонансного, головну роль грають сили тертя. За умови, коли частота зовнішнього впливу значно більше резонансної, поводження коливальної системи залежить від сили інерції або маси.

Властивість середовища проводити акустичну енергію, у тому числі й ультразвукову, характеризується акустичним опором. Акустичний опір середовища виражається відношенням звукової щільності до об'ємної швидкості ультразвукових хвиль. Питомий акустичний опір середовища встановлюється співвідношенням амплітуди звукового тиску в середовищі до амплітуди коливальної швидкості його часток. Чим більший акустичний опір, тим вищий ступінь стиску й розрідження середовища при даній амплітуді коливання часток середовища. Чисельно, питомий акустичний опір середовища (Z) складається як добуток густини (\rho) на швидкість (с) поширення в ній ультразвукових хвиль.

Z=\rho c

Питомий акустичний опір виміряється в паскаль-секунда на метр (Па•с/м) або дин•с/см³ (СГС); 1 Па•с/м = 10−1 дин • с/см³.

Значення питомого акустичного опору середовища часто виражається в г/с•см², причому 1 г/с•см² = 1 дин•с/см³. Акустичний опір середовища визначається поглинанням, звломленням і відбиванням ультразвукових хвиль.

Звуковий або акустичний тиск у середовищі являє собою різницю між миттєвим значенням тиску в даній точці середовища при наявності звукових коливань і статичного тиску в тій же точці при їхній відсутності. Іншими словами, звуковий тиск є змінний тиск у середовищі, обумовлений акустичними коливаннями. Максимальне значення змінного акустичного тиску (амплітуда тиску) може бути розраховане через амплітуду коливання часток:

P=2\pi f\rho cA

де Р — максимальний акустичний тиск (амплітуда тиску);

  • f — частота;
  • с — швидкість поширення ультразвуку;
  • \rho — густина середовища;
  • А — амплітуда коливання часток середовища.

На відстані в половину довжини хвилі (?/2) амплітудне значення тиску з позитивного стає негативним, тобто різниця тисків у двох точках, що стоять одна від одної на ?/2 відстані поширення хвилі, дорівнює 2Р.

Для вираження звукового тиску в одиницях СІ використовують Паскаль (Па), що дорівнює тиску в один ньютон на метр квадратний (Н/м²). Звуковий тиск у системі СГС виміряється в дин/см²; 1 дин/см² = 10−1Па = 10−1Н/м². Поряд із зазначеними одиницями часто користуються несистемними одиницями тиску — атмосфера (атм) і технічна атмосфера (ат), при цьому 1 ат = 0,98×10 6 дин/см² = 0,98×10 5 Н/м?. Іноді застосовується одиниця, що називається баром або мікробаром (акустичним баром); 1 бар = 106 дин/см².

Тиск на частки середовища при поширенні хвилі, є результатом дії пружних й інерційних сил. Останні викликаються прискореннями, величина яких також росте протягом періоду від нуля до максимуму (амплітудне значення прискорення). Крім того, протягом періоду прискорення змінює свій знак.

Максимальні значення величин прискорення й тиску, що виникають у середовищі при проходженні в ній ультразвукових хвиль, для даної частки не збігаються в часі. У момент, коли перепад прискорення досягає свого максимуму, перепад тиску стає рівним нулю. Амплітудне значення прискорення (а) визначається виразом:

a=\omega 2A=(2\pi f)2A

Якщо ультразвукові хвилі, що біжать, натрапляють на перешкоду, вона зазнає не тільки змінний тиск, але й постійний. Ділянки згущення й розрідження середовища, що виникають при проходженні ультразвукових хвиль, створюють додаткові зміни тиску в середовищі відносно навколишнього зовнішнього тиску. Такий додатковий зовнішній тиск називають тиском випромінювання (радіаційний тиск). Він слугує причиною того, що при переході ультразвукових хвиль через межу рідини з повітрям утворяться фонтанчики рідини й відбувається відрив окремих крапельок від поверхні. Цей механізм знайшов застосування в утворенні аерозолів лікарських речовин. Радіаційний тиск часто використовується при вимірі потужності ультразвукових коливань у спеціальних вимірниках — ультразвукових вагах.

Частота[ред.ред. код]

Найпростішим типом звуку є звук, в якому тиск у кожній точці простору змінюється за синусоїдним законом, тобто здійснює гармонічні коливання з певною частотою. Частота — це кількість коливань певної точки звукової хвилі в секунду. Одному циклу коливання в секунду відповідає величина 1 Гц (1/с).

Людина чує звук з частотами від 16 Гц до 20 кГц. Границі чутності визначені не строго і змінюються від людини до людини. Деякі тварини можуть чути звуки з частотою, нижчою від 16 Гц, інші - з частотою понад 20 кГц.

Діапазон від 16 Гц до 20 кГц називають чутним діапазоном. Звуки з частотами до 16 Гц називаються інфразвуком, понад 20000 Гц — ультразвуком. Звуки з частотою 109-1013 Гц називають гіперзвуком.

Людське вухо сприймає та розрізняє частоту звукових коливань як висоту звуку або тон.

Швидкість звуку[ред.ред. код]

Файл:Akustika.jpg
Засоби звукового спостереження, побудовані на бінауральному ефекті
Докладніше: Швидкість звуку

Швидкість звуку — швидкість поширення звукових хвиль у середовищі.

Як правило, в газах швидкість звуку менша, ніж в рідинах, а в рідинах швидкість звуку менша, ніж у твердих тілах, що пов'язано в основному з убуванням стисливості речовин у цих фазових станах відповідно.

Швидкість звуку в повітрі за нормальних умов становить 340 м/с. Вона дещо зростає з підвищенням температури і зменшується при її пониженні. Швидкість звуку в повітрі практично не залежить від частоти, тому звук розповсюджується на великі відстані без спотворень.

Швидкість звуку залежить від середовища, через яке проходять звукові хвилі і визначається його параметрами - модулями пружності. Швидкість звуку в газах залежить від температури, від маси молекули газу. Загалом вона дорівнює кореню квадратному похідної від модуля пружності середовища відносно густини. При великих інтенсивностях звуку вона залежить також від амплітуди.

Швидкість звуку в будь-якому середовищі обчислюється по формулі:

c = \sqrt{\frac{1}{\beta\rho}}

де \betaадіабатична стисливість середовища; \rho — густина.

Довжина хвилі[ред.ред. код]

Довжина звукової хвилі визначається її частотою та швидкістю:

 \lambda = \frac{s}{\nu} ,

де  \lambda - довжина хвилі,  \nu - частота,  s - швидкість звуку.

Довжини звукових хвиль чутного діапазону лежать у межах від приблизно 2 см до приблизно 20 м.

Гучність звуку[ред.ред. код]

Докладніше: Гучність звуку

Гучність звуку — суб'єктивне сприйняття сили звуку (абсолютна величина слухового відчуття). Гучність головним чином залежить від звукового тиску, амплітуди й частоти звукових коливань. Також на гучність звуку впливають його спектральний склад, локалізація в просторі, тембр, тривалість впливу звукових коливань, індивідуальна чутливість слухового аналізатора людини й інші фактори[3][4].

Гучність звуку визначається амплітудою коливань, однак гучність - суб'єктивна характеристика інтенсивності звуку, тоді як об'єктивною фізичною характеристикою є звуковий тиск.

Людське вухо сприймає гучність у приблизно логарифмічному масштабі за законом Вебера-Фехнера, тому гучність вимірюється в логарифмічних одиницях - децибелах, тоді як звуковий тиск вимірюється в паскалях. Логарифмічний масштаб сприйняття означає, що людина може почути новий звук на деякому звуковому тлі тільки тоді, коли його амплітуда перевищує амплітуду тла не на деяку певну абсолютну величину, а на певний множник, який залежить від частоти.

Аналогічно, у логарифмічному масштабі людське вухо розрізняє тони.

Розповсюдження звуку[ред.ред. код]

У газах та рідинах звук розповсюджується як повздовжня хвиля, тобто як послідовність стиснень та розширень. У твердих тілах крім повздовжніх звукових хвиль можуть поширюватись також поперечні звукові хвилі, в яких коливання відбуваються у напрямку перпендикулярному до напрямку розповсюдження. Повздовжні та поперечні хвилі розповсюджуються із різними швидкостями. В неізотропних середовищах, кристалах спостерігається анізотропія швидкості, коли швидкість звуку змінюється в залежності від напрямку розповсюдження.

Розповсюдження звуку є адіабатичним процесом, тобто коливання тиску й густини відбувається швидше, ніж встигає вирівнятися температура. Це означає, що локальна температура змінюється разом із густиною - при стискуванні відбувається нагрівання, при розширенні охолодження.

Звукова хвиля, зустрівши на своєму шляху перешкоду, дифрагує, тобто огинає перешкоду, якщо її розмір менший або порівняний із довжиною хвилі. Звукова хвиля також частково відбивається від перешкоди. Відбивання більше, якщо розмір перешкоди більший від довжини хвилі. Завдяки відбиттю звукової хвилі від перешкод виникає таке акустичне явище, як луна. Людське вухо не розрізняє дуже близькі за часом звуки, тому мінімальна відстань, з якої людина чує луну становить приблизно 16 м.

Генерація звуку[ред.ред. код]

Звичайно для генерації звуку застосовуються коливні тіла різної природи, що викликають коливання навколишнього повітря. Прикладом такої генерації може служити використання голосових зв'язок, динаміків або камертона. Більшість музичних інструментів побудовано на тому ж принципі. Винятком є духові інструменти, у яких звук генерується за рахунок взаємодії потоку повітря з неоднорідностями в інструменті. Для створення когерентного звуку застосовуються так звані звукові або фононні лазери[5].

Реєстрація, запис та відтворення звуку[ред.ред. код]

Локалізація звуку у приміщенні

Звук реєструють за допомогою мікрофонів — приладів, що перетворюють звукові коливання у електричні. Зареєстровані звукові коливання можна передати на віддаль засобами телекомунікації - телефоном або радіо або записати на носії інформації. Переданий або записаний звук відтворюється за допомогою гучномовців, які перетворюють електричні коливання у звукові хвилі.

Ультразвукова діагностика[ред.ред. код]

Докладніше: Ультразвук

Ультразвук — пружні звукові коливання високої частоти. Людське вухо сприймає поширювані в середовищі пружні хвилі частотою приблизно до 16 Гц-20 кгц; коливання з більш високою частотою являють собою ультразвук (за межею чутності).

Поширення ультразвуку[ред.ред. код]

Поширення ультразвуку — це процес переміщення в просторі й у часі збурювань, що мають місце у звуковій хвилі.

Звукова хвиля поширюється в речовині, що перебуває в газоподібному, рідкому або твердому стані, у тому ж напрямку, у якому відбувається зсув часток цієї речовини, тобто вона викликає деформацію середовища. Деформація полягає в тому, що відбувається послідовне розрідження й стиснення певних об'ємів середовища, причому відстань між двома сусідніми областями відповідає довжині ультразвукової хвилі. Чим більше питомий акустичний опір середовища, тим більше ступінь стиснення й розрідження середовища при даній амплітуді коливань.

Частки середовища, що беруть участь у передачі енергії хвилі, коливаються біля положення своєї рівноваги. Швидкість, з якої частки коливаються біля середнього положення рівноваги називається коливальною швидкістю. Коливальна швидкість часток змінюється відповідно до рівняння:

V=U\sin(2\pi ft+G),

де V — величина коливальної швидкості;

  • U — амплітуда коливальної швидкості;
  • f — частота ультразвуку;
  • t — час;
  • G — різниця фаз між коливальною швидкістю часток і змінним акустичним тиском.

Амплітуда коливальної швидкості характеризує максимальну швидкість, з якої частки середовища рухаються в процесі коливань, і визначається частотою коливань й амплітудою зсуву часток середовища.

U=2\pi f,

Дифракція, інтерференція[ред.ред. код]

При поширенні ультразвукових хвиль можливі явища дифракції, інтерференції й відбиття.

Дифракція (оминання хвилями перешкод) має місце тоді, коли довжина ультразвукової хвилі порівнянна (або більше) з розмірами перешкоди, що перебуває на шляху. Якщо перешкода в порівнянні з довжиною акустичної хвилі велика, то явища дифракції немає.

При одночасному русі в середовищі декількох ультразвукових хвиль у кожній певній точці середовища відбувається суперпозиція (накладення) цих хвиль. Накладення хвиль однакової частоти один на одну називається інтерференцією. Якщо в процесі проходження через об'єкт ультразвукові хвилі перетинаються, то в певних точках середовища спостерігається посилення або ослаблення коливань. При цьому стан точки середовища, де відбувається взаємодія, залежить від співвідношення фаз ультразвукових коливань у даній точці. Якщо ультразвукові хвилі досягають певної ділянки середовища в однакових фазах (синфазно), то зміщення часток мають однакові знаки й інтерференція в таких умовах приводить до збільшення амплітуди коливань. Якщо ж хвилі приходять до точки середовища в протифазі, то зміщення часток буде різнонаправлениым, що приводить до зменшення амплітуди коливань.

Поглинання ультразвукових хвиль[ред.ред. код]

Якщо середовище, у якому відбувається поширення ультразвуку, має в'язкість і теплопровідність або в ньому є інші процеси внутрішнього тертя, то при поширенні хвилі відбувається поглинання звуку, тобто в міру віддалення від джерела амплітуда ультразвукових коливань стає меншою, так само як й енергія, яку вони несуть. Середовище, у якому поширюється ультразвук, вступає у взаємодію з енергією, яка через неї проходить й частину її поглинає. Переважна частина поглиненої енергії перетвориться в тепло, менша частина викликає в передавальній речовині необоротні структурні зміни. Поглинання є результатом тертя часток одна об іншу, у різних середовищах воно різне. Поглинання залежить також від частоти ультразвукових коливань. Теоретично, поглинання пропорційно квадрату частоти.

Величину поглинання можна характеризувати коефіцієнтом поглинання, що показує, як змінюється інтенсивність ультразвуку в опроміненому середовищі. З ростом частоти він збільшується. Інтенсивність ультразвукових коливань у середовищі зменшується за експонентним законом. Цей процес обумовлений внутрішнім тертям, теплопровідністю поглинаючого середовища і його структурою. Його орієнтовно характеризує величина напівпоглинаючого шару, що показує на якій глибині інтенсивність коливань зменшується у два рази (точніше в 2,718 рази або на 63 %). По Пальману при частоті, рівній 0,8 МГц середні величини напівпоглинаючого шару для деяких тканин такі: жирова тканина — 6,8 см; м'язова — 3,6 см; жирова й м'язова тканини разом — 4,9 см. Зі збільшенням частоти ультразвуку величина напівпоглинаючого шару зменшується. Так при частоті, рівній 2,4 МГц, інтенсивність ультразвуку, що проходить через жирову й м'язову тканини, зменшується у два рази на глибині 1,5 см.

Крім того, можливо аномальне поглинання енергії ультразвукових коливань у деяких діапазонах частот — це залежить від особливостей молекулярної будови даної тканини. Відомо, що 2/3 енергії ультразвуку загасає на молекулярному рівні й 1/3 на рівні мікроскопічних тканевих структур.

Глибина проникнення ультразвукових хвиль[ред.ред. код]

Під глибиною проникнення ультразвуку розуміють глибину, при якій інтенсивність зменшується на половину. Ця величина обернено пропорційна поглинанню: чим сильніше середовище поглинає ультразвук, тим менше відстань, на якому інтенсивність ультразвуку послабляється наполовину.

Розсіювання ультразвукових хвиль[ред.ред. код]

Якщо в середовищі є неоднорідності, то відбувається розсіювання звуку, що може істотно змінити просту картину поширення ультразвуку й, в остаточному підсумку, також викликати загасання хвилі в первісному напрямку поширення.

Переломлення ультразвукових хвиль[ред.ред. код]

Тому що акустичний опір м'яких тканин людини ненабагато відрізняється від опору води, можна припускати, що на межі розділу середовищ (епідерміс — дерма — фасція — м'яз) буде спостерігатися переломлення ультразвукових хвиль.

Відбиття ультразвукових хвиль[ред.ред. код]

На явищі відбиття побудована ультразвукова діагностика. Відбиття відбувається в прикордонних областях шкіри й жиру, жиру й м'язів, м'язів і костей. Якщо ультразвук при поширенні натрапляє на перешкоду, то відбувається відбиття, якщо перешкода мала, то ультразвук його як би обтікає. Неоднорідності організму не викликають значних відхилень, тому що в порівнянні з довжиною хвилі (2 мм) їхніми розмірами (0,1—0,2 мм) можна зневажити. Якщо ультразвук на своєму шляху натрапляє на органи, розміри яких більше довжини хвилі, то відбувається переломлення й відбиття ультразвуку. Найбільш сильне відбиття спостерігається на границях кістка — навколишні до неї тканини й тканини — повітря. У повітря мала щільність і спостерігається практично повне відбиття ультразвуку. Відбиття ультразвукових хвиль спостерігається на границі м'яз — окістя — кістка, на поверхні порожнистих органів.

Біжучі та стоячі ультразвукові хвилі[ред.ред. код]

Якщо при поширенні ультразвукових хвиль у середовищі не відбувається їхнього відбиття, утворяться хвилі, що біжать. У результаті втрат енергії коливальні рухи часток середовища поступово загасають, і чим далі розташовані частки від випромінюючої поверхні, тим менше амплітуда їхніх коливань. Якщо ж на шляху поширення ультразвукових хвиль є тканини з різними питомими акустичними опорами, то в тій або іншій мірі відбувається відбиття ультразвукових хвиль від прикордонного розділу. Накладення падаючих і віддзеркалюваних ультразвукових хвиль може приводити до виникнення стоячих хвиль. Для виникнення стоячих хвиль відстань від поверхні випромінювача до поверхні, що відбиває, повинне бути кратною половині довжини хвилі.

Інфразвук[ред.ред. код]

Докладніше: Інфразвук

Інфразву́к (від лат. infra — нижче, під) — пружні хвилі, аналогічні звуковим, але мають частоту нижче сприйманої людським вухом. За верхню межу частотного діапазону інфразвуку звичайно приймають 16-25 Гц. Нижня ж межа інфразвукового діапазону умовно визначена як 0.001 Гц. Практичний інтерес можуть представляти коливання від десятих і навіть сотих доль герців, тобто з періодами в десяток секунд.

Природа виникнення інфразвукових коливань така ж, як й у чутного звуку, тому інфразвук підпорядковується тим же закономірностям, і для його опису використовується такий же математичний апарат, як і для звичайного чутного звуку (крім понять, пов'язаних з рівнем звуку). Інфразвук слабко поглинається середовищем, тому може поширюватися на значні відстані від джерела. Через дуже великий довжини хвилі яскраво виражена дифракція.

Інфразвук, що утворюється в морі, називають однією з можливих причин знаходження суден, покинутих екіпажем [6]

Досліди й демонстрації[ред.ред. код]

Для демонстрації стоячих хвиль звуку служить Труба Рубенса.

Розходження у швидкостях поширення звуку наочно, коли вдихають замість повітря гелій, і говорять що-небудь, видихаючи ним, — голос стає вище. Якщо ж газ — гексафторид сірки SF6, то голос звучить нижче.[7] Пов'язане це з тим, що гази приблизно однаково добре стисливі, тому в гелії, що має дуже низьку щільність, у порівнянні з повітрям відбувається збільшення швидкості звуку, і зниження - у гексафториді сірки з дуже високою для газів щільністю, розміри ж ротового резонатора людини залишаються незмінними, у підсумку змінюється резонансна частота, тому що чим вище швидкість звуку, тим вище резонансна частота при інших незмінних умовах.

Про швидкості звуку у воді можна візуально одержати уявлення в досліді дифракції світла на ультразвуці у воді. У воді в порівнянні з повітрям, швидкість звуку вище, тому що навіть при істотно більше високій щільності води (що повинне було б привести до падіння швидкості звуку), вода настільки погано стислива, що в підсумку в ній швидкість звуку виявляється усе одно в кілька разів вище.

Найнижчий звук у Всесвіті[ред.ред. код]

Акустичні хвилі, згенеровані надмасивною чорною дірою в центрі скупчення галактик Персей в 250 млн світлових років від Землі, генерують звук на 57 октав нижче ноти «сі» середньої октави (це відповідає частоті 3,2*10-15 Гц, або — одне коливання на 10 млн років), що розповсюджується через тонкий шар газу навколо чорної діри. Це явище було відкрито астрономами Кембріджського університету (Велика Британія) під керівництвом Ендрю Фабіана в рентгенівській обсерваторії Чандра.[8] Цей звук зареєстрований у «Книзі рекордів Гінеса», як найнижчий звук у Всесвіті.[9]


Див. також[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Шаблон:Книга:Фізична енциклопедія
  2. Слух — загальна інформація
  3. Архів журналу «Звукорежисер», 2000, #8
  4. Архів журналу «Звукорежисер», 2000, #9
  5. Jacob B. Khurgin. Phonon lasers gain a sound foundation (2010) С. 16.
  6. Мезенцев В. А. У тупиках мистики. М.: Московський робітник, 1987.
  7. Демонстрація зміни голосу з гексафторидом сірки на youtube.com
  8. [1] Сайт обсерваторії Чандра
  9. Гинесс. Мировые рекорды 2005 — М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство АСТ», 2004 — 287, [1] с.: ил. ISBN 5-17-025360-5: ISBN 5-271-09951-2