Звук н твердый: Звуки [Н] [Н`]. Буквы Н, Н | Методическая разработка по логопедии (старшая группа):

Звуки [Н] [Н`]. Буквы Н, Н | Методическая разработка по логопедии (старшая группа):

ЗВУКИ «Н» И «НЬ». Буквы Н,н

1.     ХАРАКТЕРИСТИКА ЗВУКА.

ЗВУК «Н» – не поется, не тянется, преграда во рту есть, согласный, твердый, звонкий, обозначается синим квадратиком.

ЗВУК «НЬ» – не поется, не тянется, преграда во рту есть, согласный, мягкий, звонкий, обозначается зеленым квадратиком.

2.  РАЗВИТИЕ ФОНЕМАТИЧЕСКОГО СЛУХА.

1) Назвать слова, на твердый звук «Н», заучить их:

Надя, Наташа, Нона, награда, наблюдение, наказание, номер, народ, наряд, находка, начальник, нога, ноготь, ножницы, ножовка, ноль, нора, нос, носик, носище, носки, ночь, ноябрь, носорог, наседка, назад, налево, направо.

1) Назвать слова, на мягкий звук «НЬ», заучить их:

Нюра, Нюся, Никита, няня, низкий, нести, немец, незабудки, неделя, невеста, небо, нёбо, нежность, Нина, нитка.

3) Где звук? (в начале, в середине, в конце слова):

«НЬ» – небо, конь, невеста, камень, монета, нитка, осень, пони, тень, лень, коньки, градусник, ладонь.

 «Н» – апельсин, нора, граната, бидон, ежонок, клоун, находка, карман, карандаш, караван, картон, ногти, капкан, ночь, кабан, нож, орден, план.

4) Определи место звука в словах:

 Нос, санки, красный, сон, нора, чеснок, ножницы, сосна.

5) Выдели на слух слияния в словах со звуками «Н», «НЬ»:

Кони (ни), ночка (но), нитки (ни), носорог (но), сосны (ны), Нина (Ни, на), ножи (но), ноги (но), юноша (но), канат (на).

6) Назови слова, противоположные по смыслу (антонимы), которые начинаются со звуком «Н»,   «НЬ»:

Налево – (направо), высоко – (низко), под – (над), верхний – (нижний), высушить – (намочить),   раскрыть – (накрыть), любить – (ненавидеть).   

7)  ДОСКАЖИ СЛОВЕЧКО.

     А петух с колючим ежиком                                               Кто один имеет рог?

   Режут сало острым … (ножиком).                                     Отгадайте! … (Носорог.)

8). ОТГАДАЙ ЗАГАДКИ.

    У кого днем один глаз,                                                      Есть всегда он у людей,

   А ночью – много?                                                               Есть всегда у кораблей.

                                 (У неба)                                                                                   (Нос)

   Всю жизнь ходят в обгонку,                                              Пять ступенек – лесенка,

   А обогнать друг друга не могут.                                       На ступеньках – песенка.

                                                   (Ноги)                                                                    (Ноты)

9). ВСПОМНИТЕ СКАЗКИ.

    Отгадайте, из каких сказок и кому принадлежат слова:

   «Не садись на пенек, не ешь пирожок»;

   «Не пей, братец, козленочком станешь».

10) «ДОСКАЖИ, ВСЮ ПОСЛОВИЦУ ПОВТОРИ»:

1. С кем поведешься, от того и… (наберешься).

2.    Поспешишь – людей… (насмешишь).

3.   Без труда… (не вытащишь и рыбку из пруда). 

3. ЗАУЧИВАНИЕ.

                                                                               НОС

                                                            Нос сует свой Игорек

                                                            То в варенье, то в медок.

                                                            Ой, боюсь я, как бы нос

                                                            К банке с медом не прирос.

Стихотворение про букву Н

На букве Н Я, как на лесенке,

Сижу и распеваю Песенки!

 

Игры для закрепления темы    Звуки [Н ]  [Н`]. Буквы Н, н

 

Игра “Найди пару”. Цель: Развитие внимания, памяти. Закрепление слов на звук “Н”. 

     Содержание игры. Ребёнок выбирает квадрат с картинкой, запоминает какая картинка где находится. После ищет пару. 

 

Игра “Распредели предметы по коробкам” Цель: Развитие фонематического слуха, упражнять детей в умении дифференцировать согласные звуки [ Н- Нь ].

Задание: Распредели предметы по коробкам. В зелёную коробку положи предметы которые начинаются с мягкого звука [Н`]. В синию коробку  предметы, которые начинаются с твёрдого звука [Н].

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ

Занятие «Звуки Н – Нь. Буква Н», ФГОС

Тема: «Звуки Н – НЬ». Буква Н.

Цель: уточнение произношения звуков Н – Нь, знакомство с буквой Н.

Коррекционные задачи:

Закрепить навык произношения звука в слогах, словах, предложениях.

Совершенствовать навык дифференциации согласных по твердости мягкости в слогах, словах.

Развивать звукобуквенный анализ и синтез.

Знакомство с буквой Н, развитие зрительного восприятия.

Совершенствование навыка чтения слогов, слов с опорой на слоговую таблицу.(слоговой синтез).

Развитие лексико-грамматического строя речи, обогащение словаря путем подбора слов с противоположным значением, работа над предложением.

Развивающие задачи: развитие внимания, мышления, пространственной ориентировки, закрепление знаний геометрических фигур, развитие воображения.

Воспитательные задачи: воспитание навыков самоконтроля, самооценки.

Оборудование: презентация, раздаточный материал, предметные картинки, рабочие тетради.

Ход занятия

Орг. момент. Зрительная гимнастика «Ежик»

II. Работа по теме

1.- Выделить указанный звук в названии картинок, составь слово.

Цель: формирование звукового анализа, синтеза.

1                  1               5               5

Одежда – Кольцо – Диван – Пушка – ОКНА

3              1                  3          5

Жук – Овощи – Бинокль – Флаги    – КОНИ

– Назвать третий звук в получившихся словах.

2. Артикуляция, характеристика звука Н-НЬ, работа с зеркалами.

Н – губы в улыбке, кончик языка упирается в альвеолы, зубы не сомкнуты,

НЬ – губы в улыбке, передняя часть языка упирается в альвеолы, зубы не сомкнуты,

Н – согласный, звонкий, твердый

НЬ – согласный, звонкий, мягкий

3. Выделение звуков Н – НЬ из слогов. Работа с сигналами.

Цель: развитие слухового внимания. Фонематического восприятия.

НИК – НАР – НОД – ВЫМ – НЕФ – БЕНЬ – ПУН

МНА – КТУ – РНЕ – БНО – СНЯ – ПРО – ДНЫ

АСНЬ – ЫМН – УПР – ИБН – ИЗНЬ – ОЛП- ЮВН

 

4. Выделение звуков Н – НЬ из рассказа.

Цель: развитие памяти, фонематического восприятия.

Нина пошла в зоопарк. Девочка приготовила гостинцы для животных. Обезьянке – банан, носорогу – ананас, а слону – конфету.

– Отложить столько кружочков, сколько слов со звуками Н – Нь вы услышите в рассказе

( 8–слов).

– Кто запомнил слова и сможет их повторить?

– В каких словах вы услышали больше одного звука Н? (Нина, банан, ананас)

– А в каком слове были твердый и мягкий звук Н? (Нина)

– Нина вместе с вами будет выполнять все последующие задания.

5. Формирование звукового анализа

Цель: развитие мышления, звукового анализа, фонематического восприятия.

– Каждому из вас Нина дает две картинки, выберите ту, в которой есть звук – Н -Нь, поставь соответствующий сигнал, определи место звука Н- Нь в слове с опорой на цифровую линейку.

– Нина проверит, как Вы выполнили задания.

(Индивидуальный подход)

СОСНА – ЕЛКА           НИТКА – ИГОЛКА              ЗОНТ – ПЛАЩ

КНИГА – ТЕТРАДЬ      ЛИМОН – ЯБЛОКО              ДЫНЯ – АРБУЗ

6. Физминутка

Цель: развитие слухового внимания, координации движения, переключаемости движения.

– «Слушай, не зевай, за мною повторяй!»

Хлопаем в ладошки – А когда скажу «Вставай»

Пусть попляшут ножки. Им рукой не помогай.

Побегут ножки Ножки вместе, ножки врозь,

По ровненькой дорожке. Ножки прямо, ножки вкось,

Ножки накрест – опускайся Ножки здесь и ножки там,

И команды дожидайся. Что за шум, что за гам?

– Сядет на место тот, кто скажет слово наоборот. Игра с мячом «Скажи наоборот».

Налево – направо           снять – надеть              короткий – длинный

Верхний – нижний           веселый – грустный       высокий – низкий

Высушить – намочить       старый – новый             опустить – поднять

– Какой звук повторялся во всех ваших словах?

7. Знакомство с буквой Н. Написать на доске печатные и письменные буквы Н.

А) Стоят два ровненьких столбца

     И держатся за руки.

     Им вместе весело всегда

     Они не знают скуки.

 

Б) По пунктирной линии узнай букву Н и обведи ее. (Работа в тетрадях).

В) Сосчитай количество Н в буквенном ряду. (На доске)

Н Г н и Б н м А Ю п Н М н и Т п И ш К             (Бантик)

– Составь из букв одинаковой ширины слово. Найди звуковую схему этого слова.

Г) Работа по слоговой таблице.

– Составь слово из слогов одинакового цвета. Банан, стакан, книги, луна, носок

(Индивидуальный подход)

НО	СТА	КИ
ГА	БА	ЛУ
КАН	СОК	НАН
НИТ	НА	КНИ

-Написать в тетради слово, которое обозначает: (индивидуальное задание каждому ученику)

– предмет для шитья

– предмет для чтения

– южный фрукт

– ночное небесное светило

– название посуды

– короткий гольф

Д) – К какому слову предмету подходит данное слово признак?

Полная ………… (луна) Новая ………(книга)

Пустой ……. (стакан) Синий ……….(носок)

Тонкие …… (нитки) Вкусный …….(банан)

Е) Составить предложения из 4 – 5 слов с получившимися словосочетаниями. Выбрать схему своего предложения, начертить в тетради. (Схемы предложений начерчены на доске).

(Индивидуальный подход)

Ночью светит полная луна.

Пустой стакан стоит на столе.

Тонкие нитки купили в магазине.

У Кати есть новая книга.

Бабушка связала синий носок.

Дети ели вкусный банан.

Ж) – Нина внимательно смотрела, как Вы работаете на занятии, и приготовила Вам конвертик с сюрпризом. Откройте его и посмотрите, что там находится. (Геометрические фигуры).

– Составьте из геометрических фигур мордашку, которая подскажет нам, какое настроение у Вас и у нашей гостьи.

-Посчитайте, сколько цветов вы использовали, и узнаете, какую оценку Вы получили.

III. Итог занятия.

2.1: Основы звука – Физика LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

18449

• Том Вайдеман
• Калифорнийский университет, Дэвис

Звуковые волны в воздухе

Звук может проходить через любую фазу материи — твердую, жидкую или газообразную. Как и другие механические волны, она зависит от восстанавливающего механизма, возвращающего частицы среды в равновесие после их смещения. Но в отличие от волны в струне, у которой восстанавливающий механизм перпендикулярен направлению движения волны, направление восстанавливающего механизма звука параллельно направлению движения волны – звуковые волны продольные, а не поперечные. Как мы говорили в разделе 1.2, это происходит в результате сжатия и разрежения.

В первую очередь мы сосредоточим наше исследование на звуковых волнах в воздухе, главным образом потому, что именно так мы обычно сталкиваемся с ними. Что обычно не отмечается, так это то, что звуковые волны в воздухе коренным образом отличаются от звуковых волн в жидкостях и твердых телах. Как мы увидим в следующих разделах, газы — это совокупность частиц, которые, в очень хорошем приближении, не взаимодействуют друг с другом. Если одна частица в среде не взаимодействует с соседней частицей, кажется странным, что волна может распространяться через эту среду. Полное объяснение того, как это может произойти, придется отложить до следующего раздела, посвященного термодинамике, а пока мы просто примем, что сжатие и разрежение воздуха — это просто области с более высокой и более низкой плотностью частиц соответственно. Это хорошо сочетается с плотностью облегающих колец, которые мы уже видели. Эти различия в плотности газов приводят к колебаниям давления – области сжатия газа находятся под более высоким давлением, чем области разрежения. Таким образом, «смещение» звуковой волны в воздухе — это изменение давления (или плотности).

Отличие звука в воздухе состоит в том, что в отличие от спиралей тонкого тела (или атомов в твердом теле) сами частицы , а не колеблются вперед-назад, когда волна проходит мимо. Чтобы частица колебалась, на нее должна действовать возвращающая сила, а частицы в газе не взаимодействуют — они движутся свободно, изменяя свое движение только при столкновении со стенками содержащей их камеры. Как мы увидим в следующих главах, в областях с более высоким и более низким давлением/плотностью действует восстанавливающий механизм, который возвращает их к равновесному давлению/плотности, даже если на отдельные частицы не действуют силы, поэтому волна все еще может распространяться.

Alert

Часто в учебниках и других источниках при обсуждении звука в воздухе упоминается колебательное перемещение частиц в среде. Можно ссылаться на «среднее смещение» частицы от точки равновесия, но отдельные частицы в газе летают повсюду, а не подпрыгивают туда-сюда. Различие между ними может быть легко утеряно, что приведет к путанице.

По этим причинам, когда мы выражаем волновую функцию звука в воздухе, значение этой функции, которую мы до сих пор называли «смещением», будет иметь единицы либо плотности, либо давления (обычно последнего). Обратите внимание, что когда мы улавливаем звук ушами, колебания давления в среде вызывают вибрацию наших барабанных перепонок. Кроме того, легче концептуализировать суперпозицию, используя плотности, чем пытаться думать об этом с точки зрения перемещений. Причина в том, что имеет смысл думать только о смещениях вдоль линии, а это означает, что деструктивная интерференция в данной позиции имеет смысл только тогда, когда смещения частиц двух волн направлены в противоположные стороны. Но две звуковые волны, движущиеся под прямым углом друг к другу, могут погасить друг друга в заданном положении, когда область низкой плотности одной волны совпадает с областью высокой плотности другой.

Свойства звуковой волны

Скорость звука в воздухе при стандартной температуре и давлении составляет около \(343 м/с\). Для воздуха и других жидкостей зависимость скорости звуковой волны от среды очень похожа на ту, которую мы нашли для поперечной волны на струне. Плотность меняется с линейной на объемную (которую мы обозначаем \(\rho\)), а натяжение заменяется константой, известной как объемный модуль . Соотношение скоростей выглядит следующим образом:

\[v_{звук\;в\;жидкости} = \sqrt{\dfrac{B}{\rho}}\]

Звук также будет проходить через твердое тело, но в этом случае взаимодействия частиц иные, чем в жидкости, и константа, заменяющая напряжение, будет другой: Модуль Юнга . Но формула выглядит так же:

\[v_{звук\;in\;solid} = \sqrt{\dfrac{Y}{\rho}}\]

Мы не будем исследовать точную природу объема и Для наших целей будет достаточно модулей Юнга — просто зная, что они играют ту же роль для жидкостей и твердых тел соответственно, что и натяжение для поперечной волны на струне.

Alert

В очень раннем возрасте дети на уроках естествознания узнают, что звук распространяется быстрее в воде, чем в воздухе, и быстрее в твердых телах, чем в воде. Это часто приводит к ошибочному заключению, что звук движется быстрее в более плотных средах. На самом деле верно обратное, и на самом деле именно больший объем или модуль Юнга объясняет более высокую скорость звука.

Интенсивность звуковой волны также подчиняется эмпирическому правилу интенсивности – интенсивность пропорциональна квадрату амплитуды. В частности, оказывается, что для амплитуды, измеряемой давлением, интенсивность определяется выражением: 92}{2\sqrt{\rho B}}\]

Alert

Важно отметить, что амплитуда давления представляет собой разницу между максимальным давлением сжатия (или минимальным давлением разрежения) и атмосферное (равновесное) давление.

Как и в случае любой другой волны, размеры, в которых распространяется звуковая волна, также определяют, как интенсивность изменяется с расстоянием от источника. То есть звук, распространяющийся сферически наружу, рассеивает свою интенсивность по закону обратных квадратов. Это объясняет, почему звук, помещенный в закрытую трубу (подобную тем, которые можно найти на детских площадках для игр), остается намного громче, несмотря на расстояние, которое проходит звук — звук не может распространяться сферически, а вместо этого отражается. обратно в сторону трубы. В этом отношении даже крик через конус или сложенные ладонями имеет некоторый эффект.

Шкала децибел

Человеческое ухо очень чувствительно к улавливанию звука. Громкость звука зависит от амплитуды вибрации барабанной перепонки, которая определяется тем, сколько энергии звуковая волна передает барабанной перепонке в секунду. Это, конечно, зависит от интенсивности (которая умножается на площадь барабанной перепонки для передачи мощности), и оказывается, что диапазон интенсивностей, которые ухо может обнаружить до того, как оно начнет болеть, довольно велик. Здоровое человеческое ухо способно слышать звуки с такой низкой интенсивностью, как \(10^{-12} Вт/м^2\) (известные как 92\).

Диапазон в 12 порядков довольно велик, что делает более удобным подсчет степени десяти, а не точные значения. Поэтому была разработана логарифмическая шкала, которая работает следующим образом:

Мы начинаем с эталонного значения — порога слышимости — которое будет переводиться в нулевое значение в логарифмической шкале (поэтому степень десяти будет равна нулю). Затем просто преобразуйте каждую интенсивность в отношение с помощью этого эталона и возьмите логарифм (по основанию 10):

\[\beta = \left(10\;dB\right)\log_{10}\left(\dfrac{ I}{I_o}\right) \]

Число, полученное простым логарифмом отношения, описывается как количество «белов» громкости звука. Традиционно это число умножается на 10, так что единица, описывающая громкость, составляет децибел . Обратите внимание, что порог слышимости равен нулю децибел, а болевой порог составляет \(120\;дБ\).

Оповещение

Иногда уровень звука в децибелах называют «интенсивностью» звука. Строго говоря, это не совсем точно, но поскольку между интенсивностью и уровнем децибел существует взаимно однозначное соответствие, это не вызывает проблем, особенно если контекст такого использования термина «интенсивность» включает в себя некоторое упоминание о ряд децибел.

Пример \(\PageIndex{1}\)

В средневековой деревне есть колокол, расположенный в башне на центральной площади, который звонит, чтобы предупредить горожан о чрезвычайных ситуациях, таких как отряды рейдов из близлежащих регионов. Если громкость звонка, который слышат жители деревни \(500 футов\) (около 1/10 мили) от башни, составляет \(20\;дБ\), то примерно на каком расстоянии от башни звук нести (т.е. на каком расстоянии звонок становится еле слышным)? Предположим, что звуковая волна рассеивает незначительную энергию из-за препятствий и атмосферы.

Раствор

Шкала децибел является логарифмической, что означает, что каждый раз, когда уровень децибел изменяется на \(10\;дБ\), интенсивность изменяется в 10 раз. Звонок едва слышен на пороге слышимости, т.е. \(0\;дБ\), что означает, что уровень децибел может позволить себе упасть на \(20\;дБ\), а интенсивность может упасть в два раза по 10 (т.е. упасть в 100 раз). Звук от колокола распространяется наружу сферически, поэтому интенсивность падает по закону обратных квадратов. Следовательно, чтобы уменьшиться в 100 раз, расстояние должно увеличиться в 10 раз. Таким образом, колокольчик едва слышен на расстоянии одной мили.

Пример \(\PageIndex{2}\)

Громкоговоритель в северной части круглого футбольного стадиона издает звук на одной частоте. Слушатель в центре стадиона слышит звук на уровне децибел \(35\;дБ\). Затем громкоговорители в фазе с северным динамиком включаются на восточной, южной и западной сторонах стадиона, при этом все четыре динамика издают звук с одинаковой выходной мощностью. Найдите уровень звука в децибелах, слышимого в центре стадиона из всех четырех динамиков вместе взятых. Предполагать отсутствие теплового рассеяния энергии звуковой волны в воздух.

Раствор

Все звуковые волны, исходящие от четырех динамиков, начинаются в фазе одновременно и проходят одинаковое расстояние, поэтому, когда они достигают общей точки в центре стадиона, они находятся в фазе и конструктивно интерферируют. [Обратите внимание, что направление движения звука не имеет значения, поскольку вклад в плотность воздуха – это то, что накладывается.] С четырьмя идентичными волнами в фазе наложенная волна будет иметь амплитуду, в четыре раза превышающую амплитуду каждой отдельной волны. Умножение амплитуды звуковой волны на 4 приводит к увеличению интенсивности в 16 раз. Теперь все, что нам нужно сделать, это определить, какое изменение это означает для уровня децибел (что не является коэффициентом 16! ):

\[\begin{array}{l} \beta_{four\;speakers} && = \left(10\;dB\right)\log\left(\dfrac{I_{four\;speakers}}{I_o }\right) \\ && =\left(10\;dB\right)\log\left(\dfrac{16\;I_{один\;динамик}}{I_o}\right) \\ && =\left( 10\;дБ\справа)\log16+\слева(10\;дБ\справа)\log\слева(\dfrac{I_{один\;динамик}}{I_o}\справа)\\&&=12\;дБ+ 35\;дБ=47\;дБ\конец{массив} \номер\]

---

Эта страница под названием 2.1: Fundamentals of Sound распространяется под лицензией CC BY-SA 4.

0 и была создана, изменена и/или курирована Томом Вайдеманом непосредственно на платформе LibreTexts.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Автор

   Том Вайдеман

   Лицензия

   CC BY-SA

   Версия лицензии

   4,0

   Показать оглавление

   нет

2. Теги

   1. источник@родной

Учебник по физике: скорость звука

Звуковая волна представляет собой возмущение давления, которое распространяется через среду посредством взаимодействия между частицами. Когда одна частица возмущается, она оказывает силу на соседнюю соседнюю частицу, выводя эту частицу из состояния покоя и перенося энергию через среду. Как и любая волна, скорость звуковой волны зависит от того, насколько быстро возмущение передается от частицы к частице. В то время как частота относится к числу колебаний, которые отдельная частица совершает в единицу времени, скорость относится к расстоянию, которое возмущение проходит за единицу времени. Всегда будьте осторожны, чтобы различать две часто путаемые величины скорости ( как быстро… ) и частота ( как часто… ).

Поскольку скорость волны определяется как расстояние, которое точка на волне (например, при сжатии или разрежении) проходит за единицу времени, ее часто выражают в метрах в секунду (сокращенно м/с). . В форме уравнения это

 

скорость = расстояние/время

Чем быстрее распространяется звуковая волна, тем большее расстояние она пройдет за тот же период времени. Если бы звуковая волна прошла расстояние 700 метров за 2 секунды, то скорость волны была бы 350 м/с. Более медленная волна покрыла бы меньшее расстояние — возможно, 660 метров — за тот же период времени в 2 секунды и, таким образом, имела бы скорость 330 м/с. Более быстрые волны покрывают большее расстояние за тот же период времени.

 

Факторы, влияющие на скорость волны

Скорость любой волны зависит от свойств среды, в которой распространяется волна. Обычно существует два основных типа свойств, влияющих на скорость волны: инерционные свойства и упругие свойства. Упругие свойства — это свойства, связанные с тенденцией материала сохранять свою форму и не деформироваться при воздействии на него силы или напряжения. Такой материал, как сталь, испытывает очень небольшую деформацию формы (и размеров) при воздействии на него напряжения. Сталь представляет собой жесткий материал с высокой эластичностью. С другой стороны, такой материал, как резиновая лента, очень гибкий; когда к резиновой ленте прикладывается усилие, она легко деформируется или меняет свою форму.

Небольшое напряжение на резиновой ленте вызывает большую деформацию. Сталь считается жестким или жестким материалом, тогда как резиновая лента считается гибким материалом. На уровне частиц жесткий или жесткий материал характеризуется атомами и/или молекулами, сильно притягивающимися друг к другу. Когда сила прикладывается в попытке растянуть или деформировать материал, его сильные взаимодействия частиц предотвращают эту деформацию и помогают материалу сохранять свою форму. Считается, что жесткие материалы, такие как сталь, обладают высокой эластичностью. (Модуль упругости — это технический термин). Фаза вещества оказывает огромное влияние на упругие свойства среды. Как правило, твердые тела имеют самые сильные взаимодействия между частицами, за ними следуют жидкости, а затем газы. По этой причине продольные звуковые волны в твердых телах распространяются быстрее, чем в жидкостях, чем в газах. Хотя фактор инерции может благоприятствовать газам, фактор упругости оказывает большее влияние на скорость (

v ) волны, что дает следующую общую картину:

v _{твердые тела} > v _{жидкости} > v _газы

его состояние движения. Плотность среды является примером инерционного свойства . Чем больше инерция (т. е. плотность массы) отдельных частиц среды, тем менее чувствительными они будут к взаимодействиям между соседними частицами и тем медленнее будет волна. Как сказано выше, звуковые волны распространяются быстрее в твердых телах, чем в жидкостях, чем в газах. Однако в пределах одной фазы материи инерционное свойство плотности имеет тенденцию оказывать наибольшее влияние на скорость звука. Звуковая волна будет распространяться быстрее в менее плотном материале, чем в более плотном. Таким образом, звуковая волна будет распространяться в гелии почти в три раза быстрее, чем в воздухе. В основном это связано с меньшей массой частиц гелия по сравнению с частицами воздуха.

Скорость звука в воздухе

Скорость звуковой волны в воздухе зависит от свойств воздуха, в основном от температуры и в меньшей степени от влажности. Влажность – это результат присутствия водяного пара в воздухе. Как и любая жидкость, вода имеет свойство испаряться. При этом частицы газообразной воды смешиваются с воздухом. Эта дополнительная материя повлияет на массовую плотность воздуха (инерционное свойство). Температура будет влиять на силу взаимодействия частиц (упругое свойство). При нормальном атмосферном давлении температурная зависимость скорости звуковой волны через сухой воздух аппроксимируется следующим уравнением:

v = 331 м/с + (0,6 м/с/C)•T

, где T — температура воздуха в градусах Цельсия. Использование этого уравнения для определения скорости звуковой волны в воздухе при температуре 20 градусов Цельсия дает следующее решение.

v = 331 м/с + (0,6 м/с/Кл)•T

v = 331 м/с + (0,6 м/с/°С)•(20°С)

v = 331 м/с + 12 м/с

v = 343 м/с

(Вышеупомянутое уравнение, связывающее скорость звуковой волны в воздухе с температурой, дает достаточно точные значения скорости для температур от 0 до 100 градусов по Цельсию. Само уравнение не имеет никакой теоретической основы; это просто результат проверки температуры- данные скорости для этого температурного диапазона.Существуют и другие уравнения, основанные на теоретических рассуждениях и обеспечивающие точные данные для всех температур.Тем не менее, вышеприведенного уравнения будет достаточно для нашего использования в качестве вводных студентов-физиков.)

Посмотри!

Приведенный ниже виджет Speed ​​of Sound позволяет узнать скорость, с которой звуковые волны распространяются во многих различных материалах. Просто введите название материала. Например, ввести в заготовку воду, гелий, воздух, воздух при 45 град С (или любой другой материал и условия); затем нажмите кнопку Отправить .

Использование скорости волны для определения расстояний

При нормальном атмосферном давлении и температуре 20 градусов Цельсия звуковая волна будет распространяться со скоростью примерно 343 м/с; это примерно равно 750 милям в час. Хотя эта скорость может показаться высокой по человеческим меркам (самые быстрые люди могут бегать со скоростью примерно 11 м/с, а скорость на шоссе составляет примерно 30 м/с), скорость звуковой волны мала по сравнению со скоростью световой волны. Свет распространяется по воздуху со скоростью примерно 300 000 000 м/с; это почти 900 000 раз больше скорости звука. По этой причине люди могут наблюдать заметную временную задержку между громом и молнией во время грозы. Приход световой волны от места удара молнии происходит за столь короткое время, что им можно пренебречь. Однако приход звуковой волны от места удара молнии происходит значительно позже. Временная задержка между приходом световой волны (молния) и приходом звуковой волны (гром) позволяет человеку приблизительно определить свое расстояние от места грозы. Например, если гром слышен через 3 секунды после того, как видна молния, то звук (скорость которого приблизительно равна 345 м/с) прошел расстояние

расстояние = v • t = 345 м/с • 3 с = 1035 м

Если это значение преобразовать в мили (разделить на 1600 м/1 милю), то гроза находится на расстоянии 0,65 мили.

Другим явлением, связанным с восприятием временных задержек между двумя событиями, является эхо. Человек часто может ощущать временную задержку между производством звука и появлением отражения этого звука от удаленного барьера. Если вы когда-нибудь кричали в каньоне, возможно, вы слышали эхо своего крик с далекой стены каньона. Временная задержка между криком и эхом соответствует времени прохождения крика в оба конца до стены каньона и обратно. Измерение этого времени позволило бы человеку оценить расстояние до стены каньона в одну сторону. Например, если эхо слышно через 1,40 секунды после крика , то расстояние до стены каньона можно найти следующим образом:

расстояние = v • t = 345 м/с • 0,70 с = 242 м

Стена каньона находится в 242 метрах. Вы могли заметить, что в уравнении используется время 0,70 секунды. Поскольку временная задержка соответствует времени прохождения криком пути туда и обратно до стены каньона и обратно, расстояние в одну сторону до стены каньона соответствует половине временной задержки.

В то время как эхо имеет относительно небольшое значение для людей, эхолокация является важным ремесленным трюком для летучих мышей. Будучи ночными существами, летучие мыши должны использовать звуковые волны для навигации и охоты. Они производят короткие всплески ультразвуковых звуковых волн, которые отражаются от объектов в их окружении и возвращаются. Обнаружение ими временной задержки между отправкой и получением импульсов позволяет летучей мыши приблизительно определять расстояние до окружающих объектов. Некоторые летучие мыши, известные как доплеровские летучие мыши, способны определять скорость и направление любых движущихся объектов, отслеживая изменения частоты отраженных импульсов. Эти летучие мыши используют физику эффекта Доплера, обсуждавшуюся в предыдущем разделе (а также которая будет обсуждаться позже в Уроке 3). Этот метод эхолокации позволяет летучей мыши ориентироваться и охотиться.

Новый взгляд на волновое уравнение

Как и любая волна, скорость звуковой волны математически связана с частотой и длиной волны. Как обсуждалось в предыдущем разделе, математическая связь между скоростью, частотой и длиной волны задается следующим уравнением.

Скорость = Длина волны • Частота

Используя символы v , λ и f , уравнение можно переписать как

v = f • λ

Приведенное выше уравнение полезно для решения математических задач, связанных со скоростью, частотой и длиной волны. Тем не менее, одно важное заблуждение может быть передано уравнением. Несмотря на то, что скорость волны рассчитывается с использованием частоты и длины волны, скорость волны составляет , а не , в зависимости от этих величин. Изменение длины волны не влияет (то есть не изменяет) скорость волны. Скорее, изменение длины волны влияет на частоту обратным образом. Удвоение длины волны приводит к уменьшению вдвое частоты; но скорость волны не изменилась. Скорость звуковой волны зависит от свойств среды, в которой она движется, и единственный способ изменить скорость — изменить свойства среды.

 

 

Проверьте свое понимание

1. Камера с автоматической фокусировкой способна фокусироваться на объектах с помощью ультразвуковой волны. Камера посылает звуковые волны, которые отражаются от удаленных объектов и возвращаются в камеру. Датчик определяет время, необходимое для возвращения волн, а затем определяет расстояние, на котором объект находится от камеры. Если звуковая волна (скорость = 340 м/с) возвращается в камеру через 0,150 секунды после выхода из камеры, на каком расстоянии находится объект?

 

2. Жарким летним днем ​​возле вашего уха издал предупреждающий звук надоедливый маленький комар. Звук издается взмахами его крыльев со скоростью около 600 взмахов крыльев в секунду.

а. Какова частота звуковой волны в герцах?

б. Если предположить, что звуковая волна движется со скоростью 350 м/с, какова длина волны?

 

3. Удвоение частоты источника волн удваивает скорость волн.

а. Правда

б. Ложь

 

 

4. При игре средней до на фортепианной клавиатуре воспроизводится звук с частотой 256 Гц. Принимая скорость звука в воздухе равной 345 м/с, определите длину волны звука, соответствующую ноте среднего до.0034

 

5. Большинство людей могут различать частоты до 20 000 Гц. Принимая скорость звука в воздухе равной 345 м/с, определите длину волны звука, соответствующую этому верхнему диапазону слышимости.

 

 

6. Слон производит звуковую волну частотой 10 Гц. Приняв скорость звука в воздухе равной 345 м/с, определите длину волны этой инфразвуковой звуковой волны.

 

7. Определить скорость звука в холодный зимний день (Т=3 градуса С).

 

8. Майлз Туго разбил лагерь в Национальном парке Глейшер. Посреди ледникового каньона он издает громкий крик. Через 1,22 секунды он слышит эхо. Температура воздуха 20 градусов С. Как далеко стены каньона?

 

9. Две звуковые волны проходят через сосуд с неизвестным газом. Волна А имеет длину волны 1,2 м. Волна B имеет длину волны 3,6 м. Скорость волны B должна быть __________ скорости волны A.

а. одна девятая	б. одна треть
с. то же, что	д. в три раза больше, чем

 

10. Две звуковые волны проходят через сосуд с неизвестным газом. Волна А имеет длину волны 1,2 м.