10 интересных фактов о звуках. Интересные факты о волнах

04.03.2020 -

Интересные факты о волнах.

Волны в основном образуются под действием дующего над водой ветра. Величина волн зависит от силы ветра, от того, как долго он дует, и от расстояния, на котором дует ветер. Сильные ветры, дующие на водными поверхностями большой протяженности, порождают большие волны.

Волны образуются, когда ветер толкает воду на поверхности перед собой, а сила тяжести заставляет воду оставаться на месте, как бы толкая ее обратно. Под действием этих двух сил волны двигаются вверх и вниз. (Верхушки волн называются гребнями, а основания — подошвами.)

Волнующаяся вода, хотя и выглядит так, будто она движется, на самом деле, если не считать движения вверх и вниз, не очень-то и движется. Капли, из которых состоит волна, приводимые в движение энергией ветра, движутся как бы по кругу, а вершиной такого круга является гребень волны.

Чайка, сидящая на волне, будет подниматься и опускаться с волной, но вперед, к берегу, двигаться не будет.

Однако, когда волны достигают береговой линии, на их движение воздействует мелкое океаническое дно, и в таких случаях говорят, что волны "разбиваются" о берег. Здесь вода движется вперед с определенной силой, накатывая на берег или ударяясь о скалы. Гребни волн, разбивающиеся в белую пену, называются барашками.

Вообще волны на поверхности воды, будь то море или океан, образуются по разным причинам. Самые распространенные на поверхности морей это ветровые и приливные волны. Ветровые образуются под действием ветра уже от 0.7м/сек. на поверхность воды, создавая при этом рябь высотой 3-4 мм и длинной 45-50 мм.

Движение ветра у самой поверхности воды не устойчивое, поэтому воздух распадается на отдельные горизонтальные вихри, которые в свою очередь создают пульсационное давление над водой, приводящее к образованию капиллярных волн.

Чем воздействие ветра будет сильнее и продолжительнее, тем быстрей произойдет переход из капиллярной волны в гравитационную. А вот под действием притяжения Луны и Солнца возникают приливные волны.

Во время шторма волны оказывают давление от 3 до 30 тысяч килограммов на 1 квадратный сантиметр. Волны прибоя иногда выбрасывают обломки скал весом до 13 тонн на высоту 20 метров.

На протяжении только западного побережья Франции энергия одного удара волны соответствует мощности 75 миллионов киловатт. Ученые думают над тем, как подчинить эту силу человеку. Во Франции намечается построить гигантскую "приливную" гидроэлектростанцию с плотиной длиной в 18 километров. Мощность этой электростанции предполагается довести до 12 миллионов киловатт.

Интересно, что в результате строительства "приливной" гидроэлектростанции, как полагают, Земля замедлит вращение вокруг своей оси на один день в 2 тысячи лет.

Любопытно, что на больших глубинах в океане возникают волны высотой до 100 метров, однако на поверхности воды эти волны незаметны.

Наиболее высокие цунами (японское название огромных морских волн, являющихся спутниками прибрежных землетрясений или землетрясений где-нибудь в открытом океане) наблюдаются в бассейне Тихого океана.

Высота их доходит до 30 метров. Цунами проникают примерно на километр в глубь побережья. Их нашествию подвержены Японские, Алеутские, Гавайские, Филиппинские, Курильские острова и отчасти Камчатка.

Сегодня мы предлагаем поговорить об интересных фактах о звуке. Возможно, что-то из этого вы знали сами, а возможно, какая-то приведённая нами информация станет для вас интересным открытием.

Японская сигнализация

Оказывается, первую в мире сигнализацию изобрели японцы и она была настолько примитивной и простой, что просто диву даёшься, как до подобного открытия не додумался кто-то другой. Так, изобретательные японцы в своих замках и храмах, для того, чтобы посторонний человек не мог войти в это строение незамеченным, придумали устанавливать «соловьиные» полы. Деревянные доски прибивались к полу особым способом, так, чтобы в конечном итоге получилось крепление в форме перевёрнутой V. И, когда, кто-нибудь по неосторожности или по незнанию наступал на такой пол, то доски издавали звук, похожий на соловьиный щебет. Ну, а если бы вы попытались пройтись на цыпочках, то… звук был бы ещё громче, так как японцы придумали очень хитрый секрет – чем было сильнее давление на пол, тем громче звук издавал доски, а как известно, при ходьбе на цыпочках – давление на пол не уменьшается, а увеличивается.

Обыкновенные наушники можно превратить в … микрофон

Вы, наверняка подвергаете сомнению выше приведённый факт, однако, это действительно так. Просто, для того, чтобы наушники превратились в микрофон необходимо подключить эти самые наушники ко входу микрофона, и тогда у вас появляется возможность использовать их вместо этого устройства, усиливающего звук. Как такое возможно? Дело в том, что самая простая конструкция наушников и микрофона создана по одинаковому принципу. Так, мембрана подключается к катушке с проводом, находящимся в магнитном поле от постоянного магнита. Вот только, когда мы имеем дело с наушниками, то ток, которые подаётся на катушку, преобразуется в своеобразные мембранные колебания, а когда мы имеем дело с микрофоном – то всё происходит с точностью до наоборот.

Особенности звуковой записи

Вы никогда не задумывались над тем, почему ваш родной голос в записи звучит немного по-другому и отличается от того голоса, которым вы говорите в реальном времени. А, всё объясняется очень просто – на самом деле, в часть внутреннего уха (ушную улитку, которая отвечает за звуковое восприятие) звук может попасть 2-я путями. Так, первый путь, это внешний канал – через слуховой канал, барабанную перепонку, среднее ухо… И, второй путь — через ткани нашей головы, которые обладают свойством усиливать низкие частоты человеческого голоса. Поэтому, в тот момент, когда мы говорим в режиме реального времени, мы воспринимаем свой голос, как комбинацию из внешнего и внутреннего звука. А, вот когда мы прослушиваем звуковую запись собственного голоса – восприятие звука идёт только через наружный канал. Примечательно, что в редких случаях, когда имеют место быть пороки развития внутреннего уха, чувствительность этого органа настолько высокая, что человек может слышать звук своего собственного дыхания и даже звук, с которым вращаются глазные яблоки…

Самое громкое существо на Земле

Вы знаете, какое живое существо можно назвать самым громким? Сила звука этого создания достигает показателей 99,2 децибела, и это можно сравнить с грохотом проезжающего поезда, а издаёт этот звук…. водяной клоп, который обитает в водоёмах Европы. Как такое возможно, спросите вы? На самом деле он действительно издаёт самый громкий звук, но, относительно размеров своего тела. Также, привлекает внимание и сама цель извлечения этого мега-громкого звука. Самец клопа, таким образом, привлекает самку. Почему, мы с вами не слышим эти звуки? В обычных природных условиях, это невозможно, поскольку до 99% громкости этого звука теряется при переходе из водной в воздушную среду.

Как человек победил звук

Первым человеческим изобретением, которому удалось преодолеть звуковой барьер, стал…кнут. Дело в том, что тот самый характерный щелчок, который мы с вами слышим после взмаха кнутом доказывает нам то, что кончик кнута движется со сверхзвуковой скоростью. Что-то подобное происходит, когда скорость самолета превышает скорость звука – от ударной волны получается очень громкий звук, который по своей силе напоминает звук взрыва. Но, не самолёт, а кнут считают первым изобретением, которое победило звуковой барьер.

Белый шум и не только

Наверняка, вы когда-нибудь слышали о таком понятии, как белый шум – это сигнал, который имеет равномерную спектральную плотность на всей дисперсии и на всех частотах, которая равна бесконечности. Наглядная демонстрация белого шума – звук падающей воды в водопаде. Но, помимо белого шума существует ещё ряд и цветных шумов. Так, розовым шумом называют сигнал, в котором плотность обратно пропорциональна показателем частоты, а вот у красного шума – там немного по другому, плотность обратно пропорциональна квадрату частот шума, и такие звуки человеческим слухом воспринимаются намного лучше – так как они «теплее». Также, в науке существует понятие серого шума, синего фиолетового…

Видео о белом шуме:

Особенности пищи в воздухе

Если вы летали на самолёте, то наверняка замечали, что в воздухе вкус привычной пищи меняется, и знакомые нам продукты приобретают новую вкусовую окраску. Объясняется это явление … шумом полёта. Дело в том, что при высоком шумовом уровне еда нам кажется не такой сладкой или солёной, но более хрустящей…

Членистоногие-убийцы

Особый вид креветок, которые имеют специальные приспособления на своих крошечных клешнях, издаёт громкий звук, мощность которого составляет целый 218 децибелов. И, этих креветок можно смело ставить в один ряд (по силе звучания) с ревущими китами. Примечательно, что эти крошечные креветки знают о своей способности, и используют её для того, чтобы убивать силой звука небольших рыб, которые проплывают мимо.

Обычный разговор - это примерно 45–55 дБ.
Звуки в офисе - 55–65 дБ.
Шумы на улице - 70–80 дБ.
Мотоцикл с глушителем - от 85 дБ.
Реактивный самолёт при старте издает шум в 130 дБ.
А ракета - от 145 дБ.

2. Звук и шум не одно и то же. Хотя обычным людям кажется и так. Однако для специалистов между этими двумя терминами - большая разница. Звук - это колебания, воспринимаемые органами чувств животных и человека. А шум - это беспорядочное смешение звуков.

А во время прослушивания со стороны задействован только наружный канал.

4. Некоторые люди могут слышать звук вращения своих глазных яблок. А также свое дыхание. Это происходит из-за порока внутреннего уха, когда его чувствительность повышена сверх нормы.

5. Шум моря, который мы слышим через морскую раковину, на самом всего лишь звук крови, протекающей по нашим сосудам. Такой же шум можно услышать, приложив к уху обычную чашку. Попробуйте!

6. Глухие все же могут слышать. Один только пример этого: знаменитый композитор Бетховен, как известно, был глухим, однако мог создавать великие произведения. Каким образом? Он слушал… зубами! Композитор приставлял к роялю конец трости, а другой конец зажимал в зубах - так звук доходил до внутреннего уха, которое у композитора было абсолютно здоровым, в отличие от уха внешнего.

7. Звук может превращаться в свет. Такое явление называется «сонолюминесценция». Возникает, если в воду опустить резонатор, создающий сферическую ультразвуковую волну. В фазе разрежения волны из-за очень низкого давления возникает кавитационный пузырёк, который некоторое время растёт, а затем в фазе сжатия быстро схлопывается. В этот момент в центре пузырька возникает голубой свет.

8. «А» - самый распространённый в мире звук. Он есть во всех языках нашей планеты. А всего в мире их насчитывается около 6,5–7 тысяч. Больше всего людей говорят на китайском, испанском, хинди, английском, русском, португальском и арабском.

9. Нормой считается, когда человек слышит негромкую разговорную речь с расстояния не менее 5–6 метров (если это низкие тона). Или при 20 метрах при тонах повышенных. Если вы плохо слышите, что говорят с расстояния 2–3 метров, стоит провериться у сурдолога.

10. Мы можем не замечать, что теряем слух. Потому что процесс происходит, как правило, не одномоментно, а постепенно. Причем на первых порах ситуацию еще можно исправить, однако человек не замечает, что с ним «что-то не так». А когда наступает необратимый процесс, поделать ничего уже нельзя.

Интересные факты о Солнечной системе

Самое старое вещество на Земле старше Солнца

Крупнейшие неразгаданные тайны человеческого тела

Начальником быть хуже, чем подчинённым: удивительный эксперимент Дидье Дезора

Звуки - это самое первое, с чем сталкивается человек, появляясь на свет. И самое последнее, что слышит, покидая мир. А между первым и вторым проходит целая жизнь. И вся она построена на шумах, тонах, бряцании, грохоте, музыки, в общем, полной какофонии звуков.

1. Их уровень измеряют в децибелах (дБ). Максимальный порог для человеческого слуха (когда наступают уже болевые ощущения), это интенсивность в 120–130 децибел. А смерть наступает при 200.
Обычный разговор - это примерно 45–55 дБ.
Звуки в офисе - 55–65 дБ.
Шумы на улице - 70–80 дБ.
Мотоцикл с глушителем - от 85 дБ.
Реактивный самолёт при старте издает шум в 130 дБ.
А ракета - от 145 дБ.

3. Наш голос в записи иной, потому что мы слышим «не тем ухом». Это звучит странно, но это так. А все дело в том, что когда мы говорим, то воспринимаем свой голос двумя путями - через внешний (слуховой канал, барабанную перепонку и среднее ухо) и внутренний (через ткани головы, которые усиливают низкие частоты голоса). А во время прослушивания со стороны задействован только наружный канал. Но благодаря таким студиям звукозаписи как, например, "ТопЗвук" в Москве вы сможете в реале услышать свой собственный голос.

Самодельный телефон из нитки и спичечных коробок

Возьми 2 спичечных коробочки (или любые другие коробочки подходящих размеров: из-под пудры, зубного порошка, скрепок) и нитку длиной несколько метров (можно на всю длину школьного класса).Проткни иголкой с ниткой донышко коробка и завяжи на нитке узелок, чтобы она не выскакивала.Таким образом, оба коробка будут соединены с помощью нитки.В телефонном разговоре участвуют двое: один говорит в коробок, как в микрофон, другой- слушает, приложив коробок к уху. Нить во время разговора должна быть натянута и не должна касаться каких-либо предметов, включая и пальцы, которыми держат коробки. Если прикоснешься пальцем к нитке, разговор тут же прекратится. Почему?

Музыкальные инструменты.

Если взять несколько пустых одинаковых бутылок, выстроить их в ряд и наполнить водой (первую небольшим количеством воды, последующие заполнять по нарастающей, а последнюю наполнить доверху), то получится музыкальный ударный инструмент. Ударяя по бутылкам ложкой, мы заставим воду колебаться. Звуки от бутылок будут различаться по высоте.

Берем картонную трубку, вставляем в неё, как поршень, пробку с воткнутой вязальной спицей и перемещая поршень, дуем в край трубки. Звучит флейта!

Берем коробку с не проминающимися краями, надеваем на нее кольцевые резинки (чем туже обхватывают они коробку, тем лучше), и готова арфа! Перебирая резинки, как струны, слушаем мелодию!

Еще одна “музыкальная” игрушка.

Если взять кусок гофрированной пластиковой трубки и раскрутить его над головой, то раздастся музыкальный звук. Чем больше скорость вращения, тем выше высота звука. Поэкспериментируй! Интересно, чем вызвано появление звука в этом случае?

Знаешь ли ты

Самолёт, летящий со сверхзвуковой скоростью, обгоняет создаваемые им звуки. Эти звуковые волны сливаются в одну ударную волну. Достигая поверхности земли, ударная волна выбивает стёкла, разрушает постройки, оглушает.

Звук издаваемый синим китом громче, чем звук выстрела рядом стоящего тяжелого орудия, или громче, чем звук стартующей ракеты.

При прохождении метеоритами атмосферы Земли возбуждается ударная волна, скорость которой в сто раз выше звуковой, при этом возникает резкий звук, похожий на звук рвущейся материи.

При умелом ударе кнутом вдоль него образуется мощная волна, скорость распространения которой на кончике кнута может достигать огромных значений! В результате возникает мощная ударная звуковая волна, сравнимая со звуком выстрела.

Таинственная галерея шепотов

Лорд Рэлей первым объяснил загадку галереи шепотов, расположенной под куполом лондонского собора Святого Павла. На этой большой галерее очень хорошо слышен шепот. Если, например, ваш приятель шепнул что-нибудь, обернувшись к стене, то вы услышите его, в каком бы месте галереи вы ни стояли.
Как ни странно, вы слышите его тем лучше, чем более “прямо в стенку” он говорит и чем ближе к ней стоит. Сводится ли эта задача просто отражению и фокусировке звука? Чтобы исследовать это, Рэлей изготовил большую модель галереи. В одной точке ее он поместил манок - свистульку, какой охотники приманивают птиц, в другой - чувствительное пламя, которое чутко реагировало на звук. Когда звуковые волны от свистульки достигали пламени, оно начинало мерцать и таким образом служило индикатором звука. Вы, наверное, нарисовали бы путь звука так, как показано стрелкой на рисунке. Но, чтобы не принимать это на веру, представьте себе, что где-то между пламенем и свистулькой у стены галереи помещен узкий экран. Если ваше предположение относительно хода звуковых волн верно, то при звуке свистульки пламя все равно должно мерцать, так как экран, казалось бы, находится в стороне! Однако в действительности, когда Рэлей установил этот экран, пламя перестало мерцать Каким-то образом экран преградил путь звуку. Но как? Ведь это всего лишь узенький экранчик и расположен он вроде бы в стороне от пути звука. Полученный результат дал Рэлею ключ к разгадке секрета галереи шепотов.

Галерея шепотов (в разрезе)

Модель галереи шепотов, сделанная Рэлеем. Звук свистка заставляет пламя мерцать.

Если у стенки модели галереи установлен тонкий экран, пламя не реагирует на звуки свистков. Почему? Непрерывно отражаясь от стен купола, звуковые волны распространяются в узком поясе вдоль стены. Если наблюдатель стоит внутри этого пояса, он слышит шепот. За пределами этого пояса, дальше от стены, шепот не слышен. Шепот слышен лучше, чем обычная речь, так как он богаче звуками высокой частоты, а “пояс слышимости” для высоких частот шире. Звук при этом распространяется как бы в цилиндрическом волноводе и его интенсивность убывает с расстоянием значительно медленнее, чем при распространении в открытом пространстве.

Шумящие водопроводные трубы

Почему водопроводные трубы порой начинают рычать и стонать, когда мы открываем или закрываем кран? Почему это не происходит непрерывно? Где именно возникает звук: в водопроводном кране, в части трубы, примыкающей непосредственно к крану, или в каком-нибудь изгибе ее где-то дальше? Почему шум начинается только при определенных уровнях расхода воды? Наконец, почему шум можно устранить, присоединив к водопроводной трубе закрытую с другого конца вертикальную трубку, в которой находится воздух? При увеличении скорости потока в местах сужений в трубах может возникать турбулентность, которая приводит к кавитации (образованию и разрыву пузырьков). Колебания пузырьков усиливаются трубами, а также стенами, полами, потолками, к которым трубы прикреплены!. Иногда шум может быть вызван и периодическими ударами турбулентного потока о препятствия (например, сужения) в трубе.