В чем заключается основное отличие акустических волн от электромагнитных

Звуковые волны. Электромагнитные волны.

Если упругие волны, распространяющиеся в воздухе, имеют частоту от 16 до 20 000 Гц, то достигнув человеческого уха, они вызывают ощущение звука.

Упругие волны в любой среде, имеющие частоту, заключенную в указанных пределах, называют звуковыми волнами.

Волны указанных частот, воздействуя на слуховой аппарат человека, вызывают ощущение звука.

Волны органами слуха человека не воспринимаются с

• ν (инфразвуковые)и
• v > 20 кГц (ультразвуковые).

Инфра- и ультразвуки человеческое ухо не слышит. Звуковые волны — в газах и жидкостях могут быть только продольными, так как эти среды обладают упругостью лишь по отношению к деформациям сжатия (растяжения). — в твердых телах звуковые волны могут быть как продольными,так ипоперечными, поскольку твердые тела обладают упругостью по отношению к деформациямсжатия (растяжения) и сдвига. Интенсивностью звука(илисилой звука)называется величина, определяемая средней по времени энергией, переносимой звуковой волной в единицу времени сквозь единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны:Единица интенсивности звука в СИ — ватт на метр в квадрате(Вт/м2). Чувствительность человеческого уха различна для разных частот. Для того чтобы вызвать звуковое ощущение,волна должна обладать некоторой минимальной интенсивностью, но если эта интенсивность превышает определенный предел, то звук не слышен ивызывает только болевое ощущение. Таким образом, для каждой частоты колебаний существуют наименьшая(порог слышимости)и наибольшая(порог болевого ощущения)интенсивностизвука, которые способны вызвать звуковое восприятие. На рис. представлены зависимости порогов слышимости и болевого ощущения от частотызвука. Область, расположенная между этими двумя кривыми, являетсяобластью слышимости. Величина, объективнохарактеризующая волновой процесс– интенсивность звука. Воспринимаемые звуки люди различают по высоте,тембруигромкости.

• Громкостьзвука— субъективнаяхарактеристика звука, связанная с егоинтенсивностью, зависящая от частоты.

Согласно физиологическому закону Вебера—Фехнера, с ростом интенсивности звука громкость возрастает по логарифмическому закону. На этом основаниивводят объективную оценку громкостизвукапо измеренному значению его интенсивности: , Где I₀—интенсивность звука на порогеслышимости, принимаемая для всех звуков равной 10 -12 Вт/м 2 . Величина L называется уровнем интенсивности звукаи выражается вбелах(в честь изобретателя телефона Белла). Обычно пользуются единицами, в 10 раз меньшими, — децибелами(ДБ).Физиологической характеристикойзвука является уровень громкости, который выражается в фонах(фон). Громкость для звука в 1000 Гц (частота стандартного чистого тона) равна 1 фон, если его уровень интенсивности равен 1 дБ. Например, шум в вагоне метро при большой скорости соответствует 90 фон,шепот на расстоянии 1м —20 фон,тихий разговор – 40,речь средней громкости – 60,громкая речь – 70,крик – 80. Звук характеризуется помимо громкости еще высотой и тембром.

• Высотазвука — качество звука, определяемоечеловеком субъективно на слух и зависящее от частоты звука.

С ростом частоты высота звука увеличивается, т.е. звук становится выше.

• Тембр звука.

Реальный звук является не простым гармоническим колебанием, а наложением гармонических колебаний с большим набором частот, т. е. звук обладает акустическим спектром,который может быть — сплошным — в некотором интервале от ν/до ν//присутствуют колебания всехчастот (пример: акустическим спектром обладают шумы); — линейчатым — присутствуютколебания дискретных частот ν₁, ν₂, ν₃. (пример: данные колебания вызывают ощущение звука с более или менее определенной высотой) Характер акустического спектра и распределения энергии между частотами определяет своеобразие звукового ощущения, называемоетембром звука. Так, различные певцы, берущие одну и ту же ноту, имеют различный акустический спектр, т. е. их голоса имеют различный тембр. Источником звукаможет бытьвсякое тело, колеблющееся в упругой среде со звуковой частотой(например, в струнных инструментах источником звука является струна, соединенная с корпусом инструмента). Совершая колебания, тело вызывает колебания прилегающих к нему частиц среды с такой же частотой. Состояние колебательного движения последовательно передается к все более удаленным от тела частицам среды, т.е. в среде распространяется волна с частотойколебаний, равной частоте ее источника, и с определенной скоростью, зависящей от плотности и упругих свойств среды. Скорость распространения звуковых волн в газах вычисляется по формуле , где отношение молярных теплоемкостей при постоянном давлении и объеме,R— молярная газовая постоянная,Т – термодинамическая температура,μ – молярная масса. Из данной формулы вытекает: — скорость звука в газе не зависит от давления р газа, но возрастает с повышением температуры; — чем больше молярная масса газа, тем меньше в ней скорость звука. Например, при Т= 273 К — скорость звука в воздухе (μ= 29 • 10 -3 кг/моль) = 331 м/с, — в водороде (μ = 2 • 10 -3 кг/моль) = 1260м/с Выражение соответствует опытным данным. При распространении звука в атмосфере необходимо учитывать:

• скорость и направление ветра,
• влажность воздуха,
• молекулярную структуру газовой среды,
• явления преломления и отражения звука на границе двух сред.

Кроме того, любая реальная среда обладает вязкостью, поэтому наблюдается затухание звука, т.е уменьшение его амплитуды и, следовательно, интенсивности звуковой волны по мере ее распространения. Затухание звука обусловлено в значительной мере его поглощением в среде, связанным с необратимым переходом звуковой энер­гии в другие формы энергии (в основном в тепловую). Для акустики помещений большое значение имеет реверберация звука—процесс постепенного затухания звукав закрытых помещениях после выключения его источника. Если помещения пустые, то происходит медленное затухание звука и создается «гулкость» помещения. Если звуки затухают быстро (при применении звукопоглощающих материалов), то они воспринимаются приглушенными. Время реверберации— это время, в течение которого интенсивность звука в помещении ослабляется в миллион раз, а его уровень — на 60 дБ. Помещение обладает хорошей акустикой, если время реверберации составляет 0,5 —1,5 с. Энергия, которую несут с собой звуковые волны очень мала. Пример:если предположить, что стакан с водой полностью поглощает всю падающую на него энергию звуковой волны с уровнем громкости в 70 дБ (количество поглощаемой энергии – 20 мкВт), то для того, чтобы нагреть воду от комнатной температуры до кипения потребуется порядка десяти тысяч лет)

Чем электромагнитные волны отличаются от звуковых?

Они отличаются способом и параметрами возбуждения.
Все известные науке излучения и соответственно поля, в той или иной мере имеют электромагнитную природу, только называются по разному и названия эти даны относительно возбуждающего это излучение средства, а не относительно среды, в которой это излучение распространяется. Например, у Вас есть колебательный контур, который организует колебания на излучатель в виде железки антенны. В этом случае Вы говорите «выходит электромагнитная волна». Теперь замените антенну простым ультразвуковым излучателем или простым динамиком, теперь Вы скажете что «выходит звуковая волна». Вы поменяли излучатель и дали название волне относительно вида излучателя, но в реальности колебания происходят одной и той же среды. (эфира, магнитного поля, космического вакуума, гравитационного поля названий миллион, но это все одно и то же). Излучатель не меняет природу среды излучения, а меняет лишь параметры воздействия на эту среду.

Вы поменяли только излучатель, а не природу среды, в которой происходят колебания.

Следовательно все излучения имеют электромагнитную природу.

Вольный ветерИскусственный Интеллект (299164) 11 месяцев назад

.

Один в магнитном поле воен Искусственный Интеллект (117694) Извините, у Вас какой то вопрос ?

Для звука нужна внешняя среда, это колебания атомов вещества, — воздух, вода, металл, и пр. скорости звука в этих средах разные, электромагнитные волны распространяются в вакууме, и скорость их одинаковая во всех средах — равна скорости света, страшно тебя читать, что ты такой не далекий.

Что общего и какие различия у звуковых и электромагнитных волн?

Природа различна — это главное.
Ну, и вообще, звук — продольная волна, а ЭМВ — поперечная.
Общее то, что и те, и другие описываются дифференциальным уравнением общего вида — волновым уравнением, решения этого уравнения для звуковой и ЭМВ — функции одинакового вида, соответственно, и у той, и у другой есть одинаковые характеристики: амплитуда, частота, период, длина волны, волновой вектор.

Остальные ответы

В чем различие? Чем отличаются звуковые волны от электромагнитных волн и радиоволн?

Радиоволны — это разновидность электромагнитных волн, но в определенном диапазоне частот. Электромагнитные волны распространяются в 1000 раз быстрее звуковых и, в отличие от звуковых могут распространяться и в вакууме, а звуковые только в жидкой, твердой или газообразной среде.

Остальные ответы

ну на скок я помню звуковые распространяются в какои либо среде. воздух вода и тд, а вот электромагнитным до фени хоть в вакууме. если я не ошибаюсь конечно

Звуковые волны это колебания ВЕЩЕСТВА, а электромагнитные волны это колебания ПОЛЯ.
Darkar999Мастер (1093) 8 лет назад
ну и я о том же)))) простои пример звука дельфин, электромагнитнои волны свет от далекои звезды)))

Радиоволны маленько короче и они разбегаются в эфире, а звуковые только по упругой среде (воздух, вода, металл, дерево) и преимущественно для ушей.