§ 42. Звук
Пригадайте
Як поширюється світло і з якою швидкістю
Поширення звуку
Перегляньте відео про звуки, які можна почути у великому місті.
Нас постійно всюди оточує безліч звуків. Співає птах або шумить автівка, лунає музика або розмовляють люди. А що таке звук і чому ми його чуємо?
Якщо поряд дуже гучно лунає музика, ми намагаємося закрити вуха. Але чи дійсно це допомагає? Так, дійсно, стає трохи тихіше.
Для поширення звуку необхідна речовина, тобто середовище, зокрема повітря.
Звук не може поширюватися в безповітряному просторі, зокрема в космосі та на планетах без повітряної оболонки.
Звуки поширюються не лише в повітрі, а й в інших середовищах. Мешканці океану (приміром, кити та дельфіни) видають різноманітні звуки, які поширюються у воді. Причому набагато швидше, ніж у повітрі.
Пригадайте, під час грози ви спочатку бачите блискавку і лише потім чуєте грім. Світло поширюється набагато швидше за звук, тому блискавку ми спочатку бачимо, а через кілька секунд чуємо звук від неї.
У повітрі звук поширюється зі швидкістю 344 м/с. У більш щільному середовищі звук поширюється набагато швидше. Приміром, у воді швидкість звуку 1500 м/с, а в залізі — 5850 м/с. Чи чули ви, коли у багатоквартирному будинку хтось у далекій квартирі свердлить дірку в стіні? Звук від свердла чують в усьому будинку, тому що в цегляній стіні звук поширюється зі швидкістю 3600 м/с.
Завдання 1
Природа звуку
Звук виникає внаслідок коливання речовини середовища. Пригадайте, що стається під час удару по барабану. Якщо придивитися збоку до шкіряної мембрани на барабані, то видно, як вона коливається від удару. Ці коливання передаються повітрю, яке також починає коливатися, і звукові хвилі поширюються від барабана.
Перегляньте відео про звукові коливання.
Звук — це коливання в речовині (у повітрі, залізі, воді тощо).
Перегляньте відео та дізнайтеся, як виникає звук.
Звукові хвилі можуть поширюватися на досить великі відстані. Проте якщо хвиля натрапить на перешкоду, вона зазвичай відбивається від неї.
Пригадайте, як ви чуєте звук від колонок під час вуличних виступів і в приміщенні. Якщо на вулиці стояти позаду колонок, то звук чутно дуже погано. Проте в приміщенні звук відбивається від усіх стін, стелі й підлоги, тож стає чутно навіть тихі звуки.
Якщо ви мандруєте в горах або перебуваєте у великому приміщенні, то можна почути незвичне явище. Сильний вигук у горах згодом повторюється кілька разів — це відлуння. Звук вашого голосу досягає гори, відбивається від неї, й ви можете почути свій голос повторно.
Проте сильно галасити в горах дуже небезпечно. Сильний звук , приміром від вибуху або навіть гучний крик, може спричинити сходження снігової лавини.
Завдання 2
Висота звуку
Згадайте, як ви кидали камінчики у воду. Камінці спричиняють хвилі на її поверхні.
Залежно від камінчика утворюються різні хвилі. Що ближче розташовані хвилі, тим швидше коливається водна поверхня. У науці про це говорять, що збільшується частота коливання.
Як і водна поверхня, звукові хвилі в середовищі також можуть мати різну частоту коливання. Якщо коливання відбуваються дуже часто, ми сприймаємо це як високий (або тонкий) звук. А якщо коливання повільні, то такий звук ми називаємо низьким.
Перегляньте відео про те, як спілкуються мешканці океану. Яка частота коливання гучних звуків, що видає горбатий кит: низька чи висока?
Завдання 3
Як ми сприймаємо звук?
Аби зрозуміти, як ми чуємо звуки, необхідно знати будову вуха людини.
У разі швидкої зміни висоти навколо нас змінюється повітряний тиск. У цей момент ми відчуваємо, як «закладає» вуха. Таке трапляється, наприклад, під час швидкого піднімання на ліфті, спускання глибоко під землю на метропоїзді або під час зльоту та посадки літака. У разі значної зміни тиску це може спричинити навіть пошкодження вуха (барабанної перетинки). Іноді це трапляється, якщо перебувати поряд із місцем вибуху або поряд з артилерійською пушкою під час пострілу. Якщо позіхнути або сковтнути, то тиск усередині вуха й навколо нас вирівняється і «закладання» вуха зникне.
Трапляється так, що внаслідок певних причин передача сигналу від барабанної перетинки до мозку порушується. Через це слух знижується або навіть узагалі втрачається. Сьогодні людям зі зниженим слухом можна допомогти. Їм вбудовується спеціальний пристрій, який передає сигнал про звук безпосередньо в мозок, оминаючи барабанну перетинку.
Перегляньте відео про звуки, які не може чути людина, та виконайте завдання.
Завдання 4
Світло? Чи звук?
Ми маємо органи чуття для звуку (вуха) і світла (очі). Іноді вважають, що світло й звук — майже одне й те саме, лише сприймається різними органами чуття. Так, спільне між ними є: вони обоє є коливаннями. Тільки для поширення світла середовище не потрібне: світло від Сонця досягає Землі крізь безповітряний простір. А звук поширюється лише в речовині (середовищі). Суттєво також відрізняється і швидкість їх поширення.
Завдання 5
Підсумуємо
Завдання 6
Завдання 7
Завдання 8
Завдання 9
Ключова думка параграфа
Звук — це коливання, які можуть поширюватися лише в середовищі.
Перевірте себе
1. Схарактеризуйте, що таке звук та висота звуку.
2. У якому середовищі може поширюватися звук?