10 huvitavat fakti helide kohta. Valgus ja heli – mis on mis? Fakte helilainete omaduste ja võimaluste kohta

Isetehtud telefon niidist ja tikutoosidest

Võtke 2 tikutoosi (või mis tahes muud sobiva suurusega karpi: pulbrist, hambapulbrist, kirjaklambritest) ja mitme meetri pikkune niit (saate kasutada kogu koolitunni pikkuses) Torgake kasti põhja nõelaga läbi ja niit ja siduda niidile sõlm, et see välja ei hüppaks. Seega ühendatakse mõlemad kastid niidiga Telefonivestluses osalevad kaks inimest: üks räägib kasti, justkui mikrofoni, teine ​​kuulab , pannes kasti kõrva juurde. Vestluse ajal peaks niit olema pingul ega tohi puudutada ühtegi eset, sealhulgas kaste hoidvaid sõrmi. Kui puudutate niiti sõrmega, peatub vestlus kohe. Miks?

Muusikariistad.

Kui võtate mitu tühja identset pudelit, asetate need ritta ja täidate veega (esimene väikese koguse veega, järgnev täitmine sammuga ja viimane täidetakse tipuni), saate muusika löökriista. Lusikaga pudeleid lüües paneme vee vibreerima. Pudelihelide kõrgus on erinev.

Võtame papptoru, sisestame sellesse, nagu kolvi, korgi, millesse on torgatud kudumisvarras ja liigutades kolbi, puhume toru serva sisse. Flöödihelid!

Võtame mittekortsuvate servadega karbi, paneme kummiribad peale (mida tihedamalt ümber kasti keerduvad, seda parem) ja harf ongi valmis! Sorteerides läbi kummiribade, nagu keelpillid, kuulame meloodiat!

Veel üks "muusikaline" mänguasi.

Kui võtta tükk gofreeritud plasttoru ja keerutada seda üle pea, kostab muusikalist heli. Mida suurem on pöörlemiskiirus, seda kõrgem on heli kõrgus. Katse! Huvitav, mis põhjustas antud juhul heli ilmumise?

Kas sa tead

Ülehelikiirusel lendav lennuk ületab oma tekitatud helid. Need helilained ühinevad üheks lööklaineks. Maa pinnale jõudes lööb lööklaine välja klaasi, hävitab hooneid ja uimastab.

Sinivaala tekitatav heli on valjem kui lähedal asuva raskepüstoli heli või valjem kui raketi väljalaskmise heli.

Kui meteoriidid läbivad Maa atmosfääri, ergastub lööklaine, mille kiirus on helilainest sada korda suurem, ja tekib terav heli, mis sarnaneb rebiva aine heliga.

Osava piitsalöögiga tekib mööda seda võimas laine, mille levimiskiirus vitsa otsas võib ulatuda tohutute väärtusteni! Tulemuseks on võimas lööklaine, mis on võrreldav püssipaugu heliga.

Salapärane sosinate galerii

Lord Rayleigh oli esimene, kes selgitas Londoni Püha Pauli katedraali kupli all asuva sosinate galerii saladust. Sosinad on selles suures galeriis hästi kuuldavad. Kui näiteks teie sõber sosistas midagi, pöördudes seina poole, siis kuulete teda, olenemata sellest, kus galeriis seisate.
Kummalisel kombel kuulete teda seda paremini, mida rohkem "otse seina sisse" ta räägib ja mida lähemal ta sellele seisab. Kas see ülesanne taandub lihtsalt heli peegeldamisele ja fokuseerimisele? Selle uurimiseks tegi Rayleigh galeriist suure mudeli. Selle ühte kohta asetas ta peibutusvahendi – vile, millega jahimehed linde meelitavad, teise – tundliku leegi, mis reageeris tundlikult helile. Kui vile helilained jõudsid leegini, hakkas see vilkuma ja toimis seega heli indikaatorina. Tõenäoliselt joonistaksite helitee nii, nagu on näidatud pildil oleva noolega. Kuid selleks, et seda mitte iseenesestmõistetavaks pidada, kujutage ette, et kuskil leegi ja vile vahele on galerii seina vastu asetatud kitsas ekraan. Kui teie oletus helilainete liikumise kohta on õige, siis kui vile kõlab, peaks leek ikkagi vilkuma, kuna ekraan näib olevat küljel! Kuid tegelikkuses, kui Rayleigh selle ekraani paigaldas, lõpetas leek värelemise.Kuigi ekraan blokeeris heli. Aga kuidas? Lõppude lõpuks on see lihtsalt kitsas ekraan ja tundub, et see asub heliteest eemal. Tulemus andis Rayleighile vihje sosinate galerii saladusele.

Sosinate galerii (jaotises)

Rayleighi sosinate galerii mudel. Vilehelin paneb leegi virvendama.

Kui galeriimudeli seina vastu on paigaldatud õhuke ekraan, ei reageeri leek vilehelidele. Miks? Pidevalt kupli seintelt peegeldudes levivad helilained kitsas vööndis mööda seina. Kui vaatleja seisab selle vöö sees, kuuleb ta sosinat. Väljaspool seda vööd, seinast kaugemal, sosinat ei kuule. Sosinat kuuleb paremini kui tavalist kõnet, kuna need on kõrgsagedushelide poolest rikkamad ja kõrgete sageduste "kuulmistsoon" on laiem. Sel juhul levib heli justkui silindrilises lainejuhis ja selle intensiivsus väheneb kaugusega palju aeglasemalt kui levides avatud ruumis.

Müra tekitavad veetorud

Miks veetorud vahel urisevad ja urisevad, kui kraani sisse või kinni keerame? Miks seda ei juhtu pidevalt? Kust heli täpselt tekib: kas kraanist, otse segistiga külgnevast toruosast või selle mõnest käänakust kusagil kaugemal? Miks tekib müra ainult teatud veevoolukiirustel? Lõpuks, miks saab müra kõrvaldada, kui kinnitada veetoru külge teisest otsast suletud vertikaalne toru, mis sisaldab õhku? Voolukiiruse suurenedes võib torude kitsendustes tekkida turbulents, mis viib kavitatsioonini (mullide teke ja lõhkemine). Mullide vibratsiooni võimendavad torud, samuti seinad, põrandad, laed, mille külge torud on kinnitatud!. Mõnikord võivad müra tekitada ka turbulentse voolu perioodilised mõjud takistustele (nt piirangud) torus.

Füüsika on vanim teadus, mida uurivad kogu inimkonna helged mõistused. Veelgi enam, see teadus sisaldub peaaegu kõigi maailma haridusasutuste õppekavades. Kuid meie suureks kahetsusväärseks on tohutul hulgal teooriaid ja seadusi hämmastavaid fakte kaotsi läinud. Selles artiklis püüame rääkida sellise füüsilise kontseptsiooni nagu heli hämmastavatest faktidest.
Näiteks kõige hämmastavam füüsiline fakt on see, et kurdid kuulevad siiski mõningaid helisid. Pealegi võib kurtidel olla isegi muusikakõrv. Näiteks ühes füüsika lahenduses leiti, et kurtide inimeste helide vibratsiooniline tajumine on täiesti võimalik ja tõestatud. Ja nüüd on selge, et vibratsioonil on ka heli füüsiline omadus. Silmatorkav kinnitus ülaltoodule on kuulus helilooja Beethoven. Beethoven oli kurt, sellegipoolest suutis ta kirjutada imelisi kompositsioone, selleks võttis ta pulga, pani selle ühe otsa klaverile ja võttis teise suhu, nii et ta kuulis vibratsiooniheli. Tegelikult kandus võnkeheli hammaste luunärvide kaudu otse ajju, mis võimaldas komponeerida kõige imelisemaid teoseid.
Lisaks võivad infraheli kuulda ka kurdid. Teadlased on leidnud, et inimene, kes pole kuulnud üle 30 aasta, olles iga päev 5 meetri sügavusel vähemalt 30 minutit, suudab õppida infraheli laineid ära tundma. Tuletage meelde, et infraheli on heli, mille võnkumine on alla 15 Hz. Tavaliselt tajuvad sellist heli ainult veealuse maailma elanikud. Kuid teatud koolituse korral suudavad isegi kurdid seda heli tajuda. Seda seletatakse sellega, et tervetel inimestel kujuneb elu jooksul välja hoopis teistsugune helitaju suund, kurtidel aga üldse mitte. Pealegi on sellist heli kuulda kurt inimest isegi 100 km kaugusel. oma päritolukohast.
Need pole kõik huvitavad faktid sellise füüsilise kontseptsiooni nagu heli kohta. Sellegipoolest püüdsime selles artiklis paljastada kõige huvitavamaid fakte, mida õppematerjalides peaaegu kunagi ei näidatud ja füüsikaprobleemide lahendamine veebis ei suutnud isegi sellist vastust soovitada. Seega, kui olete huvitatud füüsikast mitte ainult kuiva õppematerjalina, peate kindlasti õppima selle hämmastavaid fakte. Pealegi on füüsikas veel palju lahendamata mõistatusi, pole vaja lugeda ainult õpikuid, vaid ka huvitavaid artikleid. Erinevate füüsikaprobleemide lahendamine, pidades silmas mitte ainult haridusteooriat, vaid ka teadmisi hämmastavate faktide kohta, osutub palju kiiremini ja huvitavamaks.

Huvitavad faktid lainete kohta.

Lained tekivad peamiselt vee kohal puhuva tuule toimel. Lainete suurus sõltub tuule tugevusest, puhumise pikkusest ja tuule kaugusest. Pikkadel veepindadel puhuv tugev tuul tekitab suuri laineid.

Lained tekivad siis, kui tuul surub vett enda ees olevale pinnale ja gravitatsioon paneb vee paigale jääma, justkui surudes seda tagasi. Nende kahe jõu toimel liiguvad lained üles ja alla. (Lainete tippe nimetatakse harjadeks ja põhjasid lohudeks.)

Lainetav vesi, kuigi tundub, et liigub, siis tegelikult, kui üles-alla liikumine välja arvata, ei liigu ta tegelikult eriti. Tuuleenergiast juhitud lainet moodustavad piisad liiguvad justkui ringis ja sellise ringi tipp on laine hari.

Lainel istuv kajakas tõuseb ja langeb koos lainega, kuid ei liigu edasi kalda poole.

Kui aga lained jõuavad kaldajooneni, mõjutab nende liikumist madal ookeanipõhi ja sellistel juhtudel lained väidetavalt "murduvad" kaldal. Siin liigub vesi teatud jõuga edasi, veeredes kaldal või põrkudes vastu kive. Valgeks vahuks murduvate lainete harju nimetatakse talledeks.

Üldiselt tekivad lained veepinnal, olgu selleks meri või ookean, erinevatel põhjustel. Kõige levinumad merede pinnal on tuul ja tõusulained. Tuuleväljad tekivad tuule mõjul juba alates 0,7 m/s. veepinnal, tekitades nii 3-4 mm kõrgusi ja 45-50 mm pikkuseid lainetusi.

Tuule liikumine päris veepinnal ei ole stabiilne, mistõttu õhk laguneb eraldi horisontaalseteks keeristeks, mis omakorda tekitavad vee kohal pulseeriva rõhu, mis viib kapillaarlainete tekkeni.

Mida tugevam ja pikem on tuule mõju, seda kiiremini toimub üleminek kapillaarlainelt gravitatsioonilainele. Kuid Kuu ja Päikese külgetõmbe mõjul tekivad tõusulained.

Tormi ajal avaldavad lained rõhku 3–30 tuhat kilogrammi 1 ruutsentimeetri kohta. Surfilained paiskavad mõnikord kuni 13 tonni kaaluvaid kivikilde 20 meetri kõrgusele.

Ainuüksi Prantsusmaa läänerannikul vastab ühe laine löögi energia võimsusele 75 miljonit kilovatti. Teadlased mõtlevad, kuidas seda jõudu inimesele allutada. Prantsusmaale plaanitakse ehitada hiiglaslik "loodete" hüdroelektrijaam, mille tamm on 18 kilomeetrit. Selle elektrijaama võimsust loodetakse suurendada 12 miljoni kilovatini.

Huvitaval kombel arvatakse, et "loodete" hüdroelektrijaama ehitamise tulemusena aeglustab Maa oma pöörlemist ümber oma telje 2 tuhande aasta jooksul ühe päeva võrra.

On uudishimulik, et kuni 100 meetri kõrgused lained esinevad ookeanis suurel sügavusel, kuid need lained on veepinnal nähtamatud.

Kõrgeimaid tsunamisid (jaapanipärane nimetus tohututele merelainetele, mis on rannikuäärsete maavärinate või kusagil avaookeani maavärinate satelliidid) on täheldatud Vaikses ookeanis.

Nende kõrgus ulatub 30 meetrini. Tsunamid tungivad umbes kilomeetri kaugusele sisemaale. Nende invasiooni alla kuuluvad Jaapani, Aleuudi, Havai, Filipiinide, Kuriili saared ja osaliselt Kamtšatka.

Heli on iga inimese, looma ja isegi tehnika elu lahutamatu osa. Paljud loomad navigeerivad kosmoses just tänu helilainetele, mis kosmoses kajavad ja naasevad. Mõned teadlased on isegi leiutanud heliteraapiad, mis aitavad inimestel erinevate haigustega toime tulla. Kui inimesel poleks kuulmist, kaotaks ta palju. Inimkond mitte ainult ei igatseks Beethoveni sonaate, vaid oleks lihtsalt halvasti orienteeritud, näiteks teed ületades ei kuulnud nad kihutavat autot. Täna räägime teile kümme huvitavat fakti heli kohta.

Miks kuuleb inimene kestas merelaine häält?

Ka kurdid kuulevad

"Ööbikupõrandad", mida kasutatakse alarmina

"Sosistav sein" paljastab kõik teie saladused

Nahkhiired suudavad oma konkurentide saagiks heli abil tõrjuda

Millist erilist kaja Kukulkani püramiid kiirgab?

Kas olete nõrk, et korrata koera haukumist?

Miks tajub inimkõrv öösel helisid erinevalt?

Kõrvaklappe saab kasutada mikrofonina

Heli on kutsuv ja loominguline sümbol. Paljud loomismüüdid tunnistavad, et universum loodi heli abil. Hermes Trismegistuse järgi oli heli esimene asi, mis häiris igavest vaikust ja seetõttu oli see kõige maailmas loodu, valgusele, õhule ja tulele eelneva põhjuseks. Hinduismis tekitas heli Aum kosmose.

Heli tugevust mõõdetakse telefoni leiutaja Alexander Belli järgi kutsutavates ühikutes. Praktikas osutus aga mugavamaks kasutada kümnendikku belat ehk detsibelle. Helitugevuse maksimaalne lävi inimese jaoks on 120 ... 130 detsibelli tugevus. Sellise jõu heli põhjustab kõrvades valu.

Heli, mida kuulete liigeste "murdmisel", on tegelikult lämmastikugaasi mullide lõhkemise heli.

Esimest korda määras heli õhus levimise kiirus prantsuse füüsik ja filosoof Pierre Gassendi 17. sajandi keskel - selleks osutus 449 meetrit sekundis. Tiigri möirgamist on kuulda 3 km kaugusel.

Huvitav fakt: kurt ei tähenda, et ta ei kuule midagi, ja veelgi enam, ei tähenda, et teil pole "muusikakõrva". Näiteks suur helilooja Beethoven oli üldiselt kurt. Ta pani pilliroo otsa klaveri külge ja surus teise otsa hammaste külge. Ja heli läks tema sisekõrva, mis oli terve.

Thomas Edison pidas oma heli salvestamise ja taasesitamise aparaati tõsiseks praktiliseks kasutamiseks sobimatuks mänguasjaks.

Kõrvaklappidest kostuv vali muusika on kuulmissüsteemi ja aju närvidele väga koormav. See asjaolu toob kaasa helide eristamise võime halvenemise ja inimene ise isegi ei tunne, et tema kuulmistervis halveneb.

Rohutirtsud teevad häält tagajalgadega.

Lehtede kohin tekitab 30 detsibelli müra, vali kõne 70 detsibelli, orkester 80 detsibelli ja reaktiivmootor 120–140 detsibelli.

Kui võtta tiksuv kell hambusse ja kõrvad kinni panna, muutub tiksumine tugevateks, rasketeks löökideks – see intensiivistub nii palju.

Graniit juhib heli kümme korda paremini kui õhk.

Niagara juga tekitab müra, mis on võrreldav tehase põranda omaga (90-100 detsibelli).

Valju norskamine võib ulatuda samale helitasemele kui tungrauaga. Lööb kuulmekile kõrva, heli vibreerib seda ja see kordab õhulainete vibratsiooni.

Inimene on võimeline heli kuulma ka siis, kui selle mõju all olev kuulmekile on kõrvale kaldunud vesinikuaatomi tuuma raadiusega võrdsele kaugusele.

Järeldus

Kokkuvõtteks võib öelda, et heli on mehaaniliste vibratsioonide elastsete lainete kujul levimine tahkes, vedelas või gaasilises keskkonnas. . Heli on üks teabe liike, mida inimene saab välismaailmast meelte abil. Inimene hakkab helisid tajuma ja neile reageerima juba enne oma sündi. Idee paljudest asjadest ja objektidest tekib esmalt inimese peas just kõrva järgi. Emaüsas tunneb igaüks meist ära oma vanemate hääled, nende kõne, paljude ümbritsevast maailmast pärit esemete ja nähtuste heli. Alles mõne aja pärast saab laps näha, tunda ja maitsta seda, mida ta esialgu teab vaid kõrva järgi. Esmatutvus ümbritseva maailmaga on kõige olulisem tutvumine ja see "esmakordne" seostub heliga. Helireklaami loomisel tasub seda meeles pidada, kuna helisõnum on enamiku inimeste jaoks kõige loomulikum ja lihtsamini tajutav ning seega ka kõige tõhusam.

Elukogemuse omandamisega hakkavad helid tekitama emotsioone ja elamusi. Kuid mõned helid panevad sind instinktiivselt reageerima. Loomade jaoks on mõned helid vaieldamatud ohu tõendid. Näiteks kassis äratavad kahisevad ja kriipivad helid jahiinstinkti. Inimene reageerib instinktiivselt ka teda ümbritsevatele helidele: ta väriseb teravatest ja valjudest helidest, tunneb end täielikus vaikuses ebamugavalt, saab vaiksetest, kuid ootamatutest helidest hanenaha jne. Mõned helid tekitavad hirmu: äike, karjed, loomade ulgumine. Teised, vastupidi, soodustavad rahu ja lõõgastumist: merelainete kohin, oja kohin, rahulik hingamine, puude kahin, lindude laul. Mõned tuntud ja üldlevinud helid muutuvad neutraalseks ja igapäevaseks, uued ja tundmatud aga tekitavad vastupidi ärevust ja segadust.

Maailmas on suur hulk objekte, millel on oma ainulaadne heli. Sul on ju heli järgi suletud silmadega lihtne tuvastada kümneid objekte ja nähtusi, rääkimata tuttavate inimeste häältest: sugulastest ja sõpradest kuulsate näitlejate ja lauljateni.

Elu on võimatu ilma helita.

Bibliograafia

1. A. V. Brjuhanov, G. E. Pustovalov ja V. Rydnik, Füüsika seletav sõnaraamat. Põhiterminid: umbes 3600 terminit. M.: Vene. jaas., 1987.

2. Willy K. Bioloogia, M.: Mir, 1968.

3. Dubrovsky I.M., Egorov B.V., Ryaboshapka K.P. Füüsika käsiraamat. - Kiiev: Naukova Dumka, 1986.

4. Kikoin I.K., Kikoin A.K. Füüsika: Proc. 9 raku jaoks. keskm. kool - 3. väljaanne - M.: Valgustus, 1994.

5. Koshkin N.I., Širkevitš M.G. Elementaarfüüsika käsiraamat, 10. väljaanne, M.: Nauka, 1988.

6. Lyoztsy M. Füüsika ajalugu. - M.: Mir, 1970.

8. Mjasnikov L.L. Kuuldamatu heli.

9. Pierce J. Peaaegu kõik lainete kohta. - M .: Mir, 1976.

10. Sipelgate vestlus. "Teadus ja elu", 1978, nr.1, lk 141

11. Khramov Yu. A. Füüsikud: biograafiline teatmeteos. 2. väljaanne - M.: Nauka, 1983.

12. Füüsika algõpik: Proc. toetust. 3 köites / Toim. G.S. Landsberg: T.III. Vibratsioonid ja lained. Optika. Aatomi- ja tuumafüüsika. 11. trükk--M.: Nauka. Fizmatlit, 1995.

13. Noore tehniku ​​entsüklopeediline sõnaraamat komp. B. V. Zubkov S. V. Tšumakov. - 2. väljaanne, M .: Pedagoogika, 1987.