Puķītis MG: 104-110., Pr.D: 80.-87.;Šilters: 192.-202.;UZDK: 109.-111.lpp.

SkaņasSkaņas

LiteratūraŠilters E., Reguts V., Cābelis A.

Fizika 10. klasei. 192-202. lpp.

Puķītis P.Fizika 10. klasei104-110. lpp.

SatursSkaņu veidi.

Skaņas izplatīšanās ātrums un raksturlielumi.

Viļņu interference, rezonanse.

Doplera efekts.

SkaņaPar skaņām un skaņu viļņiem sauc tādu svārstību

izplatīšanos apkārtējā vidē, kuras rada elastības spēki.

Elastīgas svārstības, kuru frekvence ir no 16 Hz līdz 20 ooo Hz, var izraisīt dzirdes sajūtu

http://amityscience.wikispaces.com/Light+and+Sound+Energy

Infraskaņa – svārstības, kuru frekvence ir mazāka par 16-20 Hz.

Infraskaņa rodas īsu brīdi pirms zemestrīces vai vulkāna izvirduma. Dzīvnieki to sajūt un pamet bīstamo apgabalu. Arī pērkona zemo rūkoņu pavada infraskaņa, un tā ir ļoti spēcīga. Infraskaņu rada daudzi vibrējoši motori.

Zemo frekvenču svārstību iedarbībā cilvēks un daudzi dzīvnieki dažkārt sajūt neizprotamu nemieru.

Par dzirdamo skaņu pieņemts saukt cilvēka ausij uztveramās svārstības, kas izraisa skaņas sajūtu. Šo svārstību frekvenču diapazons ir robežas no 16-20 Hz līdz 16-20 kHz.

Skaņas skaļumu (intensitāti) mēra decibelos (dB). Cilvēkam visu uztveramo skaņu (runas, mūzikas, trokšņu) diapazons mainās no 0 dB (klusums) līdz 120 dB (neizturama dārdoņa).

Ultraskaņa – svārstības, kuru frekvence pārsniedz dzirdamo skaņu augšējo robežu (20 kHz).

Sikspārnis savu medījumu uztver ar ultraskaņas palīdzību.

Ultraskaņu rada un dzird daudzi dzīvnieki (suņi, delfīni). Lai gan cilvēks ultraskaņu nedzird, tomēr tā tiek plaši izmantota gan tehnikā, gan medicīnā (iekšējo orgānu apskatei).

Jūras dziļumu mēra ar eholotu – ierīci, kas raida un uztver ultraskaņas viļņus.

Skaņu izplatīšanāsCietās vielās –

kā šķērsviļņikā garenviļņi (ātrāk)Izplatīšanos ietekmē vielas blīvums, stiepes-spiedes

elastības modulis un bīdes elastības modulis.Šķidrumos – kā garenviļņi

Izplatīšanos ietekmē šķidruma blīvums, saspiežamības koeficients.

Gāzēs – kā garenviļņiIzplatīšanos ietekmē temperatūra.

Skaņas raksturlielumiĀtrums v [m/s]

Subjektīvi – skaļums (spiediens uz bungplēvīti), atkarīgs no amplitūdas

Skaņas intensitāte I - lielums, kas rāda enerģijas daudzumu, kāds laika vienībā izplūst caur skaņas izplatīšanās virzienam perpendikulāru laukuma vienību I = W/S [W/m2]

Ikdienā biežāk lieto - skaņas intensitātes līmenis L (dB)

Viela Ātrums, m/s

Visums (vakuums) neizplatās

gumija 40

gaiss 0º C 331

gaiss 20º C 343

hēlijs 965

ūdens 20º C 1 484

ledus ─4º C 3 230

betons 3 800

tērauds 5 100

dzelzs 5 200

Skaņas viļņu izplatīšanās ātrums dažādās vidēs ir atšķirīgs.

Šķidrumos un cietvielās, kas ir maz saspiežami un daudz elastīgāki par gāzēm – skaņas ātrums vienmēr ir lielāks.

Skaņas ātrums gāzēs nedaudz ir atkarīgs no temperatūras (palielinās, ja temperatūra pieaug). Piemēram, gaisā 20º C ātrums par 10 m/s lielāks nekā 0º C temperatūrā.

Vilnis atšķirīgās vidēs

Skaņa Intensitāte, dB

čuksti 20

saruna 40

telefona zvans 70

motorollera troksnis 80

vilciens 90

rokkoncerts 110

tuvs pērkona grāviens 110

sāpju slieksnis 120-130

lidmašīnas pacelšanās 170

Dzīvnieki Frekvence, Hz

KaķiSuņiZirgsZilonisGovsSikspārnisSienāzisGrauzējsValis un delfīnsRonis un jūras lauva

100 – 32 00040 – 46 00031 – 40 00016 – 12 00016 – 40 0001000 – 150 000100 – 50 0001000 – 100 00070 – 150 000200 – 55 000

1) Atstarošana – ja vilnis krīt uz šķērsli, tad uz robežvirsmas notiek viļņa atstarošanās.

α = β (atstarošanas leņķis β ir vienāds ar krišanas leņķi α)

α β

2) Laušana – ja vilnis krīt uz robežvirsmas starp divām dažādām vidēm.

α > γ, α < γα

γ

Zīmējumā – jūras viļņi, kas tuvojas piekrastes seklumam. Pelēkdzeltenā krāsā ir attēlots smilšu krasts un ar zilu – dziļākā jūras daļa, bet starp tiem smilšu seklums. Vietā, kur vilnis uzskrien seklumam, tas laužas: maina izplatības virzienu.

3) Difrakcija – vilnis apliecas ap šķērsli un šķēršļa izmēri ir nelieli salīdzinājumā ar viļņa garumu.

(Latīņu valodā “difraktus” – lauzts) Zīmējumā – viļņi uz jūras virsmas. Viļņi, kas tuvojas mums pa jūras virsmu, sastop savā ceļā šķērsli - lielu akmeni (kreisajā pusē), bet mazākais akmens (labajā pusē) vairs nav šķērslis viļņiem: tie to viegli apliec. Viļņu novirzi no taisnvirziena izplatības, t.i., apliekšanos ap šķērsli, sauc par difrakcijas parādību.

4) Interference – divu vai vairāku vienādas frekvences viļņu pārklāšanos, kuras rezultātā pārklāšanās apgabalā notiek amplitūdas pastiprināšanās.

Stāvviļņi

Stāvvilnis veidojas, ja vilnis savā ceļā sastop šķērsli un atstarojas no tā. (piemēram, viļņiem uz ūdens šāds šķērslis var izrādīties stāvs krasts vai mols. Un tad, stāvot krastā vai uz mola, novēro stāvviļņis, kas veidojas šķēršļa tuvumā).

Jūras krastā radušies stāvviļņi izveido “dīvainus pacēlumus un ieplakas

Stāvvilnis (melna) attēlots kā divu viļņu summa, kas (sarkana un zila), izplatīti pretējos virzienos.

http://www.youtube.com/watch?v=HpovwbPGEoo (Rubensa caurule)

Vienkāršākā muzikālā skaņa ir tonis – svārstības, kas norisinās tikai ar vienu nemainīgu frekvenci. Šo frekvenci sauc par toņa augstumu.

Toņkārta – do (frekvence ν = 264Hz), re (ν =297Hz), mi (ν = 330Hz), fa (ν = 352Hz), sol (ν = 396Hz), la (ν = 440Hz), si (ν = 495Hz).

Tembrs ir katra instrumenta skanējuma nokrāsa.

Troksnis ir dažāda skaļuma un augstuma skaņu vienlaikus skanējums.

sprādziens

cilvēka balss

klarnete

flauta

klavieres

Doplera efektsJa skaņas avots tuvojas skaņas uztvērējam, uztvertās

skaņas frekvence palielinās, ja attālinās – samazinās.

http://www.animations.physics.unsw.edu.au/jw/doppler.htm#example

KopsavilkumsSkaņu veidi – infraskaņa, dzirdamā skaņa, ultraskaņaViļņus raksturojošie lielumi:

[T] = s (sekunde) – periods, [ν] = Hz (hercs) – frekvence, [t] =s (sekunde) – laika intervāls, [N] – svārstību skaits[λ] = m (metrs) viļņa garums.[L] = dB (decibels) - intensitāte

Viļņu interference (pārklāšanās, veidojas stāvviļņi), rezonanse (izmanto mūzikas instrumentos).

Doplera efekts - skaņas frekvences izmaiņas atkarībā no kustības.

Materiāli papildus mācībāmPuķītis P. Fizika 10. klasei. 104-110. lpp.Puķītis P. Fizika 10. klasei. Praktiskie darbi. –80-87. lpp.Šilters E., Reguts V., Cābelis A. Fizika 10. klasei. 192-202.– lpp.UZDK: Dzērve U., Eidiņš I. Fizikas uzdevumu krājums 10. klasei. 109-

111.lpp.

Informācija krievu valodā:

http://www.interneturok.ru/ru/school/physics/9-klass/mehanicheskie-kolebaniya-i-volny/istochniki-zvuka-zvukovye-kolebanija-vysota-tembr-gromkost

http://www.interneturok.ru/ru/school/physics/9-klass/mehanicheskie-kolebaniya-i-volny/skorost-zvuka-otrazhenie-zvuka-eho-0

http://www.interneturok.ru/ru/school/physics/9-klass/mehanicheskie-kolebaniya-i-volny/reshenie-zadach-po-teme-mehanicheskie-kolebanija-i-volny-zvuk