Курсовая теория на тему Распространение звука в газах

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ.. 3

1. ПРИРОДА
ЗВУКОВЫХ ВОЛН.. 5

2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
ЗВУКА С ГАЗОМ… 11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 20

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ… 21

Введение:

Неизменным спутником человека на протяжении его жизни
является звук, позволяющий человеку взаимодействовать с окружающим миром и социумом.

На протяжении всей истории человечества вопрос природы звука
не оставлял равнодушным. Влияние звука на природу и человека было отмечено еще
в древние времена, чем и пользовались жрецы древних культур в своих целях. Еще
древними индийцами была разработана нотная грамота, что довольно интенсивно
применялась. Древние греки и римляне создали первые музыкальные инструменты используемые
в их театрах. Вопрос гармонического сочетания звуков пользовался значительной
популярностью во времена Пифагора и его учеников и был отображен в его представление
о гармонии Вселенной.

На протяжении всей истории изучения учеными вопроса распространения
звуковых волн было установлено, что они могут распространяться в воздухе, газе,
жидкости и твердых талах. Исключением в распространении звуковых волн является
лишь вакуум, так как в нем не образуются звуковые волны. Закономерно, что от среды
распространения звука зависит скорость и интенсивность звука.

Наука о взаимодействии звуковых волн с внешней средой
получила свое распространение во всех сферах жизни человека и общества:
архитектуре, досуге, медицине и др. Именно значимостью звука в современном
мире, его науке и быте обосновано актуальность данного исследования.

Вопрос распространения звука в газах довольно популярен, в
связи с чем рассмотрен в множестве научных трудов, книг, статей и монограмм
таких авторов, как А.В. Брюханов, А.А. Детлаф, И.М. Дубрицкий, В.П Дущенко., Г.А.
Зисман, М.А. Исакович, И.И.  Клюкин, Н.И.
Кошкин, И.М. Кучерук, Л.Ф. Лепендин, Дж. Пирс, О.М. Тодес, И.Г. Хорбенко, Ю.А.
Храмов, Б.М. Яворский, и др.

Заключение:

Итак, на основании всего вышесказанного можно отметить, что
звук представляет собой упругую волну, возникшую в результате взаимодействия
между частицами среды любое возмущение. Данные звуковые колебания имеют
следующий вид: .

Звуковым волнам, как и любому другому явлению свойственно
наличие ряда характеристик, которые делятся на объективные и субъективные. К
объективным характеристикам звуковых волн относятся: скорость и интенсивность
звука, в то время, как к субъективным – высота тона и громкость.

Как было доказано учеными звук может распространятся в любой
среде за исключением вакуума, так как в нем не может образоваться волна.
Измерение скорости звука в твердых телах, жидкостях и газах свидетельствует о
том, что скорость не зависит от частоты колебаний или длины звуковой волны, то
есть звуковым волнам не характерна дисперсия.

В газах могут распространяться лишь продольные волны.
Скорость звука в воде устанавливается согласно следующей формуле: Vпр= = .

Образование в газе звука обусловлено достаточно быстрым
передвижением в нем тела. В случае медленного движения тела, газ обтекает
данное тело так, что давление газа Р0 у поверхности тела практически
не изменяется. При быстром движении тела газ не успевает его обтекать, что и
приводит к возникновению звуковой волны.

В ходе образования звуковой волны происходит изменение
плотности частиц среды, при этом ее масса остается неизменной.

В случае если размеры областей газа, в которых происходят
изменения температуры, достаточно велики по сравнению с длиной свободного
пробега молекул газа, то в газе возмущенном звуковой волной, протекает
адиабатический процесс.

Фрагмент текста работы:

1. ПРИРОДА ЗВУКОВЫХ ВОЛН

Анализируя природу звука первоначально следует рассмотреть природу
звуковых колебаний. Учеными установлено, что источником любого вида колебаний (звуковых,
электромагнитных) является волна.

Упругие волны, распространяющиеся в сплошных средах,
называют звуковыми, к ним относятся волны, частоты которых лежит в пределах
восприятия органами слуха. Звуки воспринимаются человеком в тех случаях, когда
на его органы слуха оказывают влияние волны с частотами от 16 до 20000 Гц.
Упругие волны, с частотой меньше 16 Гц, называются инфразвуковыми, а волны,
частота которых лежит в интервале от 2 × 104 до 1 × 109 Гц – ультразвуковыми.

Любой колебательный процесс подлежит описанию в уравнении. Для
звуковых колебаний оно имеет следующий вид: .

Благодаря техническому развитию стало возможным визуальное
наблюдение звука, при помощи специальных датчиков и микрофонов звуковые
колебания отображаются на экране осциллографа.[1]

Звуковым волнам, как и любому другому явлению свойственно
наличие ряда характеристик, которые делятся на объективные и субъективные. К объективным
характеристикам звуковых волн относятся: скорость и интенсивность звука, в то
время, как к субъективным – высота тона и громкость. По большей части субъективные
характеристики от восприятия звука определенным человеком, а не от физических
характеристик звука.

Измерение скорости звука
в твердых телах, жидкостях и газах свидетельствует о том, что скорость не
зависит от частоты колебаний или длины звуковой волны, то есть звуковым волнам
не характерна дисперсия. Так, в твердых телах могут распространяться продольные
и поперечные [1]
Айзенцон, А.Е.  Физика: учебник и
практикум для вузов / А.Е. Айзенцон. — Москва: Издательство Юрайт, 2021. — 335
с. — (Высшее образование).