„sunetul tăcerii”,” sunetul și viziunea ” și dealurile muzicale vii cu sunetul muzicii — da, sunetul este peste tot în jurul nostru în cântece și în viața noastră de zi cu zi.
dar ce este exact sunetul și, mai precis, ce este energia sunetului? Există sunet dacă nimeni nu îl aude? (OK, devenim un pic filosofici aici, dar puteți vedea cum duce la atât de multe întrebări.)
aproape toți ne bucurăm de anumite sunete care se întâlnesc într-un spectru larg, fie că este vorba de Beatles cântând despre o pasăre neagră sau de nebunia ASMR de la zgomote liniștite. Între timp, unii lucrători au nevoie de protecție împotriva energiei sonore și poartă protecție pentru urechi — de la piloții elicopterelor la lucrătorii platformei petroliere care folosesc utilaje grele.
să ne uităm la definițiile energiei sonore și la modul în care înțelegerea surselor de sunet ajută la modelarea lumii noastre.
care este definiția energiei sonore?
înainte de a defini energia sunetului, trebuie să înțelegem două tipuri principale de energie din univers:
- energia potențială sau energia care este stocată undeva
- energie cinetică, energia mișcării
aceste energii pot fi împărțite în alte forme de energie. Totuși, energia potențială și cinetică rămân pilonii înțelegerii energiei. Aruncați o privire la ghidul nostru privind energia potențială și cinetică pentru o perspectivă mai profundă asupra acestor energii.
energia sonoră este una dintre aceste subdiviziuni energetice. O undă sonoră este o formă de energie mecanică. Energia sunetului este energia eliberată de vibrațiile unui obiect — sunetul este ceea ce obțineți din vibrații. Sunetul călătorește ca unde sonore, care sunt particule vibrante. Și undele sonore pot călători prin gaz, lichide și solide.
Cum Se Produce Energia Sonoră?
să luăm un tambur bongo și să-l așezăm pe podea, gata de a fi jucat. Are energie potențială în această poziție. Acum, să lovim pielea tamburului cu mâinile noastre. Această mișcare a mâinii este energie cinetică.
când mâna (energia cinetică) lovește bongo (energia potențială), capul tamburului și pielea Bongo vibrează, provocând vibrația moleculelor de aer din jur. Vibrează și împotriva moleculelor de aer din apropiere, declanșând o reacție în lanț a vibrațiilor. Moleculele de aer Vibratoare vibrează împotriva particulelor vecine, apoi a următorului set de molecule și așa mai departe, creând o undă sonoră care se deplasează spre exterior de la sursa sa.
aceste molecule vibratoare, sau particule, care provin dintr-un obiect vibrant, alcătuiesc o undă sonoră. De exemplu, este ușor să auzi vocea cuiva dacă vorbești față în față cu câțiva centimetri între ele-unda sonoră călătorește către fiecare persoană. Dacă dublați distanța și vă întoarceți spatele unul către celălalt, va fi mai greu să vă auziți vocile vorbite. Undele sonore se îndepărtează de ambele persoane.
undele sonore se mișcă atunci când un obiect vibrează; aceasta se numește propagare.
undele sonore, vibrând moleculele de aer din jurul nostru, sunt detectate de urechea umană, provocând timpanul să vibreze. Cu cât vibrațiile sonore sunt mai mari, cu atât sunetul este mai puternic — acest lucru este cunoscut sub numele de intensitatea sunetului. Intensitatea este determinată de cât de puternic vibrează particulele de aer și arată câtă energie există într-o undă sonoră.
pentru a vă imagina cum arată o undă sonoră, gândiți-vă la o undă Slinky făcută cu una dintre acele jucării coily din copilărie. Dacă mutați Slinky în sus și în jos sau la stânga și la dreapta de la un capăt, creați un val continuu care se deplasează de-a lungul Slinky. La fel se întâmplă și cu sunetul — vibrațiile se deplasează spre exterior ca valuri, îndreptându-se în aceeași direcție.
corpul uman poate crea multe sunete diferite pentru a ajuta la explicarea fenomenului. Ai putea bate din palme, cânta, sparge degetele, sau chiar înghiți puțină apă. Toate aceste acțiuni produc diferite tipuri de sunete și, prin urmare, unde sonore.
Sunetul Are Energie?
da, sunetul are energie. Valurile vibrațiilor sunt energia sunetului.
cum putem auzi energia sunetului și undele sonore?
sursă
undele sonore călătoresc prin aer, sau lichide sau solide și ajung la urechile noastre. Valurile călătoresc în canalele urechii noastre și apoi continuă spre timpanele noastre și fac ca osiculele noastre — trei oase mici în urechile noastre — să vibreze.
de aici, osiculele noastre care vibrează acum transferă undele sonore în cohleea noastră. În acest moment, așa-numitele celule de păr transformă toate acele unde în semnale pe care creierul nostru le poate înțelege și interpreta sau „auzi” ceea ce înțelegem ca sunet.
gândiți-vă să ascultați muzică. Să cântăm aceeași piesă muzicală de trei ori, dar în condiții diferite. Prima dată, ascultați-l în timp ce stați în aceeași cameră cu stereo. Cântecul ar trebui să fie clar în timp ce călătorește prin aer. A doua oară, rulați o baie (bucurați-vă!) și ascultați muzica păstrând în același timp capul și urechile sub apă. Sunetul se schimbă deoarece undele sonore călătoresc mai repede sub apă. Și, în sfârșit, ascultați muzica într-o cameră alăturată, cu toate ușile închise.
aceeași piesă muzicală va suna diferit în fiecare mediu, deoarece undele sonore călătoresc prin fiecare element (aer, apă, pereți) în moduri diferite.
Cât De Tare Este Sunetul?
undele sonore se modifică în funcție de intensitatea sunetului. Cu cât vibrațiile sunt mai mari, cu atât sunetul este mai puternic și cu atât este mai mare cantitatea de energie din undele sonore.
dacă ne atingem ușor tamburul bongo, acesta face mai puține vibrații — și puțin zgomot — decât dacă lovim tamburul cu o lingură de lemn cu toată puterea noastră.
cu cât vibrațiile sunt mai mari, cu atât amplitudinea undei sonore este mai mare. Amplitudinea este înălțimea undei sonore. Un sunet asurzitor face o undă sonoră uriașă cu o amplitudine mare, în timp ce sunetele mai silențioase au unde sonore mai mici.
atât zgomotul, cât și tonul afectează urechea umană. Energia sonoră excesivă — care are unde sonore enorme-ne poate provoca dureri severe și ne poate face rău și, în cazuri extreme, ne poate surzi.
De Ce Sunetele Au Tonuri Diferite?
după cum am văzut, zgomotul unei unde sonore este determinat de înălțimea sa: cu cât valul este mai mare, cu atât sunetul este mai puternic. O undă sonoră este, de asemenea, caracterizată de lungimea sa sau de spațiul dintre vârful fiecărei unde. Gândiți-vă la distanța dintre valurile obișnuite care se îndreaptă spre țărm.
undele sonore cu vârfuri foarte apropiate produc sunete mai înalte. Asta pentru că vibrează foarte repede. Instrumentele muzicale precum trompetele au sunete înalte și creează unde sonore apropiate.
în schimb, undele sonore cu vârfuri de undă mai îndepărtate produc sunete de pas mai mici. Aceste unde sonore vibrează mai încet. Un oboi sau fagot sunt instrumente muzicale cu pas mai mic.
un xilofon ilustrează perfect această diferență de pitch. Barele inferioare, mai grele și mai mari produc o undă sonoră mai lentă, cu o distanță mai mare între ele decât pasul mai mare al barelor mai mici și mai ușoare.
furcile de Tuning vin în diferite tonuri și dimensiuni. Cu cât diapazonul este mai mic, cu atât este mai mare pasul său (presupunând că toate materialele utilizate sunt aceleași) și cu cât este mai mare diapazonul, cu atât este mai mic pasul său. Dacă lovești aceeași furculiță de tuning de două ori, o dată încet și o dată cu forță, încercarea lovită mai tare va rezona mai tare, deoarece are mai multă energie sonoră.
dacă tonul unui sunet este prea mare pentru urechea umană, îl numim ultrasonic. Dacă este prea mică, o numim infrasonic.
arhitecții și inginerii de sunet studiază călătoriile sonore, numite acustică, atunci când proiectează săli de concerte, cinematografe și ORIUNDE Sunetul este esențial. Suprafețele dure reflectă bine sunetul, creând ecouri, în timp ce suprafețele mai moi precum covoarele absorb sunetul, reducând ecoul.
Cum Măsurăm Sunetul?
sunetul este măsurat în decibeli, cunoscut și sub numele de nivelul densității energiei sonore sau presiunea sonoră.
care este viteza sunetului?
sursa
mai mulți factori pot afecta viteza sunetului, cum ar fi temperatura aerului, Materialul prin care trece unda sonoră și frecvența undelor sonore, de exemplu.
pe Pământ, la nivelul mării, având în vedere o temperatură a aerului de 59 de grade Fahrenheit (15 grade Celsius), viteza sunetului este de 761,2 mph (1.225 km/h). Sunetul se mișcă mai repede prin aerul mai cald. Ca atare, cu cât ești mai mare în atmosferă, cu atât viteza necesară este mai mică pentru a sparge bariera sonoră.
de exemplu, prima aeronavă care a rupt bariera sonoră și a zburat cu viteză supersonică a fost un avion de cercetare cu rachetă Bell X-1. La 14 octombrie 1947, aeronava a fost remorcată în atmosferă și eliberată. A rupt bariera sonoră (locală) la 662 mile pe oră (1.066 km/h).
un boom sonic se întâmplă atunci când aeronavele merg mai repede decât viteza sunetului. Se aude un sunet ca tunetul, deoarece aerul este împins deoparte cu mare forță, creând o undă de șoc. Particulele de aer deplasate, sub presiune, se deplasează spre exterior în toate direcțiile, iar eliberarea de presiune din valul de șoc se aude ca un boom sonic.
care este efectul Doppler?
undele sonore pot juca feste pe urechi în ceea ce este cunoscut sub numele de efect Doppler.
de exemplu, o mașină care se apropie de tine are un ton sonor ridicat care scade odată ce a trecut pe lângă tine, în ciuda faptului că producția de zgomot a mașinii nu se schimbă deloc. Dacă ați sta în vehicul, nu ați observa deloc nicio schimbare a zgomotului mașinii. Frecvențele de undă ale sunetului mașinii rămân aceleași pe tot parcursul apropierii și trecerii dvs.
cu toate acestea, viteza mașinii în timp ce se deplasează spre dvs. face ca undele sonore să vă lovească urechea într-un ritm sau o frecvență mai rapidă decât le face vehiculul. Asta face ca tonul motorului să sune mai sus. Opusul apare odată ce mașina vă trece — undele sonore vin la ureche mai încet și la o frecvență mai mică, făcându-l să sune mai jos.
de ce nu poți auzi sunetul în spațiu?
spațiul este un vid, fără molecule de aer pentru ca undele sonore să vibreze. Sunetul este o undă mecanică și, prin urmare, nu poate călători printr-un vid. Nu există molecule de aer în vid pe care undele sonore să le poată vibra.
îl putem face vizual gândindu-ne la un stadion plin de oameni care efectuează un val de stadion. Oamenii sunt moleculele de aer și se mișcă — sau vibrează-pentru a menține valul stadionului. Undele sonore (valul stadionului) se pot mișca atunci când există molecule de aer (oameni).
nu există molecule de aer (oameni) în vid, astfel încât unda sonoră nu poate călători și face zgomot, la fel cum nu există un val de stadion fără oameni.
utilizări practice pentru energia sonoră
sursa
energia sonoră nu se limitează la a ne permite să comunicăm și să auzim ce se întâmplă în jurul nostru. Înregistrarea sunetului este un lucru, dar acum putem folosi energia sonoră în multe feluri pentru a ne îmbunătăți stilul de viață.
Cum Se Utilizează Energia Sonoră?
energia sonoră este energie benefică. Zi de zi, energia sonoră ne permite să știm când sună telefoanele, să ascultăm muzică, să comunicăm vorbind și să auzim un camion de marfă claxonând pentru a avertiza asupra pericolului. Acestea sunt doar câteva exemple de energie sonoră.
ultrasunetele — vibrații ale energiei sonore la un pas prea mare pentru ca oamenii să audă — sunt esențiale pentru domeniul medical. Ecografia folosește aceeași metodă de ecolocație pentru a arăta mamelor însărcinate copilul lor în curs de dezvoltare printr-o Scanare.
ecografia poate, de asemenea, să descompună pietrele la rinichi sau să fie utilizată pentru scanarea organelor.
între timp, sonarul permite navelor să navigheze și să caute mările, să traseze fundul mării sau să caute nave scufundate.
Sonarul Folosește Unde Sonore?
Sonar standuri pentru Sunet de navigare și variind. Sonarul a fost utilizat pe scară largă pe mare pentru a cartografia oceanele, a localiza pericolele, a căuta și multe altele.
sonarul folosește unde sonore, deoarece undele sonore călătoresc mai departe în apă decât radarul sau lumina.
sonarul activ pulsează undele sonore în obiecte și „ascultă” ecouri care pot ajuta la cartografierea zonei investigate. Sonarul pasiv implică „ascultarea” undelor sonore din ocean, cum ar fi alte bărci sau balene.
care este diferența dintre undele sonore și undele Radio?
am văzut că sunetele sunt făcute din valuri. Când ascultăm radioul, acesta produce sunet. Totuși, undele sonore și undele radio sunt fundamental diferite unele de altele.
un radio primește unde care sunt transmise. Diferența critică dintre undele sonore și undele radio este că unda radio este un tip de undă electromagnetică. În schimb, undele sonore sunt vibrații care fac o undă mecanică.
undele Radio pot călători și prin vid, spre deosebire de undele sonore. De aceea, sateliți precum Voyager 1 comunică cu Pământul folosind unde radio.
energia sonoră poate fi transformată în energie electrică?
sursa
Da, putem converti energia sunetului în energie electrică. Un exemplu larg răspândit este un microfon.
când cineva vorbește sau cântă într-un microfon, energia sunetului se deplasează în jos pe microfon pentru a lovi o diafragmă. La rândul său, diafragma vibrează, mișcând un magnet lângă o bobină. Microfonul produce acum un semnal electric.
semnalul electric de la microfon se îndreaptă de obicei către un difuzor, iar difuzorul transformă apoi semnalul electric înapoi în unde sonore. Drept urmare, aveți concertul, karaoke-ul sau evenimentul de conferință.
cercetarea transformării zgomotului în energie electrică valoroasă pentru aparatele electrice se află într-un stadiu foarte timpuriu. După cum se vede cu microfonul, este posibil, dar conversia sunetului la electricitate la niveluri benefice rămâne teoretică mai mult decât practică.
cu toate acestea, puteți efectua câteva experimente de levitație acustică destul de minunate cu unde sonore și energie sonoră.
Cine A Descoperit Energia Sunetului?
mai multe nume celebre au ajutat la descoperirea energiei sonore.
- filosoful grec Pitagora experimentat cu vibratoare proprietăți șir încă din secolul al 6-lea î.hr.
- Aristotel a emis ipoteza că undele sonore se propagă în aer prin mișcarea aerului.
- inginerul arhitect Roman Vitruvius a dedus cu succes mecanismele de transmisie a undelor sonore în secolul 1 î.HR.
- Galileo a studiat undele sonore și acustica în secolele 16 și 17, ridicând studiul la un nivel științific.
- matematicianul francez Marin Mersenne a promovat studiul vibrațiilor, oferind trei legi care stau la baza acusticii muzicale moderne.
- Robert Hooke, fizician englez, a fost primul care a produs o undă sonoră cu o frecvență cunoscută.
- la sfârșitul secolului 17 și începutul secolului 18, studiile fizicianului francez Joseph Sauveur au examinat relația dintre valuri, smoală și frecvențe. Mulți termeni acustici provin din opera sa.
animalele și oamenii aud unde sonore diferite?
sursa
animalele și oamenii au diferite intervale de auz, ceea ce înseamnă că auzim diferite unde sonore de la alte creaturi.
fiecare specie are un interval de auz, și de multe ori unele dintre aceste intervale sunt partajate. Aceste intervale de frecvență sunt măsurate în Hertz (Hz) și Kilohertz (kHz).
oamenii pot detecta undele sonore de la 20 Hz până la 20.000 Hz.
ca regulă generală, mamiferele mai mici detectează intervale mai mari și animale mai mari intervale mai mici.
un elefant are o gamă cuprinsă între 16 Hz și 12.000 Hz. Multe zgomote pe care le fac sunt nedetectabile pentru urechea umană. Gama unei pisici este de la 45 Hz la 64.000 Hz — vor auzi lucruri la o gamă mai mare de care oamenii și elefanții vor lipsi.
câinii aud adesea zgomote puternice la care suntem complet ignorați, deoarece gama lor se extinde până la 45.000 Hz.
energia sunetului modelează lumea noastră
energia sunetului este mult mai mult decât auzul zgomotelor. Ne folosim auzul pentru a înțelege energia sonoră care ne înconjoară.
vechea ghicitoare despre un copac care cade într — o pădure fără ca nimeni să-l audă-face zgomot? Înțelegerea energiei sonore înseamnă că știți că arborele care se încadrează face ca particulele de aer să vibreze, dar nu scoate un sunet. Produce energie sonoră și face zgomot doar dacă sunteți acolo pentru a primi undele sonore vibrante pentru ca creierul dvs. să le interpreteze ca zgomot.
pentru mai multe fapte fascinante despre energie și fenomene naturale, asigurați-vă că răsfoiți mai mult din blogul Amigo Energy.
adus la tine de amigoenergy
toate imaginile licențiate de Adobe Stock.
imagine recomandate: