Дууны долгион гэдэг нь тодорхой давтамжийн механик уртрагийн долгион юм. Нийтлэлд бид урт ба хөндлөн долгион гэж юу болохыг ойлгох болно, яагаад механик долгион бүр дуу чимээтэй байдаггүй. Долгионы хурд, дуу чимээ гарах давтамжийг олж мэд. Янз бүрийн орчинд дуу чимээ ижил байгаа эсэхийг олж мэдээд түүний хурдыг томъёогоор хэрхэн олохыг сурцгаая.
Давалгаа гарч ирнэ
Усны гадаргууг, жишээ нь тайван цаг агаарт байгаа цөөрмийг төсөөлье. Хэрэв та чулуу шидэх юм бол усны гадаргуу дээр төвөөс салах тойрог харагдах болно. Хэрэв бид чулуу биш, харин бөмбөгийг аваад хэлбэлзлийн хөдөлгөөнд оруулбал юу болох вэ? Бөмбөгний чичиргээнээс болж тойрог байнга үүснэ. Бид компьютерийн хөдөлгөөнт дүрст үзүүлсэнтэй ижил төстэй зүйлийг харах болно.
Хэрэв бид хөвөгчийг бөмбөгөөс тодорхой зайд доошлуулбал тэр мөн адил хэлбэлзэх болно. Цаг хугацааны явцад орон зайд хэлбэлзэл зөрөх үед энэ үйл явцыг долгион гэж нэрлэдэг.
Дууны шинж чанарыг (долгионы урт, долгионы хурд гэх мэт) судлахын тулд алдартай Солонго тоглоом буюу Happy Rainbow тохиромжтой.
Пүршээ тэнийлгэж, тайвширч, дээш доош огцом сэгсэрье. Булгийн дагуу гүйж, дараа нь буцаж ирсэн давалгаа гарч ирэхийг бид харах болно. Энэ нь саад бэрхшээлээс тусгагдсан гэсэн үг юм. Цаг хугацаа өнгөрөх тусам булгийн дагуу долгион хэрхэн тархаж байгааг бид ажигласан. Пүршний бөөмс тэнцвэртэйгээ харьцуулахад дээш доош хөдөлж, долгион баруун, зүүн тийш урсан байв. Ийм долгионыг хөндлөн долгион гэж нэрлэдэг. Үүнд түүний тархалтын чиглэл нь бөөмсийн хэлбэлзлийн чиглэлтэй перпендикуляр байна. Манай тохиолдолд долгионы тархалтын орчин нь пүрш байсан.
Одоо пүршээ тэнийлгэе, тайвширч, нааш цааш татна. Пүршний ороомог нь түүний дагуу шахагдаж байгааг бид харах болно. Долгион нь ижил чиглэлд урсдаг. Нэг газар хавар нь илүү шахагдсан, нөгөө нь илүү сунадаг. Ийм долгионыг уртааш гэж нэрлэдэг. Түүний бөөмсийн хэлбэлзлийн чиглэл нь тархалтын чиглэлтэй давхцдаг.
Өтгөн орчин, жишээлбэл, хатуу биеийг төсөөлье. Хэрэв бид үүнийг хяргаж хэв гажилт хийвэл долгион үүснэ. Энэ нь зөвхөн хатуу биед үйлчилдэг уян харимхай хүчний улмаас гарч ирнэ. Эдгээр хүч нь уян харимхай долгионыг сэргээж, үүсгэх үүрэг гүйцэтгэдэг.
Шингэнг зүсэх замаар деформацид оруулах боломжгүй. Хөндлөн долгион нь хий болон шингэнд тархаж чадахгүй. Өөр нэг зүйл бол уртааш: уян харимхай хүчнүүд ажилладаг бүх орчинд тархдаг. Уртааш долгионы үед бөөмс бие биедээ ойртож, дараа нь холдох ба орчин өөрөө шахагдаж, ховорддог.
Олон хүмүүс шингэн гэж боддогшахагдах боломжгүй, гэхдээ энэ нь тийм биш юм. Хэрэв та тариурын бүлүүр дээр усаар дарвал бага зэрэг агших болно. Хийн хувьд шахалтын суналтын хэв гажилт бас боломжтой. Хоосон тариурын бүлүүрийг дарахад агаар шахагдана.
Хурд ба долгионы урт
Өгүүллийн эхэнд авч үзсэн хөдөлгөөнт дүрс рүүгээ буцъя. Бид нөхцөлт бөмбөгөөс салж буй дугуйнуудын аль нэг дээр дурын цэгийг сонгоод түүнийг дагадаг. Цэг нь төвөөс холддог. Түүний хөдөлж буй хурд нь долгионы оргилын хурд юм. Бид дүгнэж болно: долгионы нэг шинж чанар нь долгионы хурд юм.
Хөдөлгөөнт дүрс нь долгионы оройнууд ижил зайд байрлаж байгааг харуулж байна. Энэ бол долгионы урт бөгөөд түүний өөр нэг шинж чанар юм. Долгион их байх тусам урт нь богиносдог.
Яагаад механик долгион бүр дуу чимээтэй байдаггүй юм
Хөнгөн цагаан захирагч ав.
Энэ нь дэгжин, тиймээс энэ нь туршлагад сайн. Бид захирагчийг ширээний ирмэг дээр тавиад гараараа дарж, хүчтэй цухуйна. Бид түүний ирмэг дээр дарж, огцом суллана - чөлөөт хэсэг нь чичирч эхлэх боловч чимээ гарахгүй. Хэрэв та захирагчийг бага зэрэг сунгавал богино ирмэгийн чичиргээ дуугарах болно.
Энэ туршлага юу харуулж байна вэ? Энэ нь орчин дахь долгионы хурд өндөр байх үед бие хангалттай хурдан хөдөлж байх үед л дуу гардаг болохыг харуулж байна. Долгионы өөр нэг шинж чанарыг танилцуулъя - давтамж. Энэ утга нь бие секундэд хэдэн чичиргээ үүсгэдэг болохыг харуулдаг. Бид агаарт долгион үүсгэх үед дуу чимээ нь тодорхой нөхцөлд - хангалттай үед үүсдэгөндөр давтамж.
Дуу нь механик долгионтой холбоотой хэдий ч долгион биш гэдгийг ойлгох нь чухал. Дуу гэдэг нь дууны (акустик) долгион чихэнд орох үед үүсдэг мэдрэмж юм.
Захирагч руугаа буцаж орцгооё. Илүү том хэсгийг сунгах үед захирагч нь хэлбэлзэж, ямар ч дуу чимээ гаргадаггүй. Энэ нь долгион үүсгэдэг үү? Мэдээжийн хэрэг, гэхдээ энэ нь дууны долгион биш механик долгион юм. Одоо бид дууны долгионыг тодорхойлж чадна. Энэ бол механик урт долгион бөгөөд давтамж нь 20 Гц-ээс 20 мянган Гц-ийн хооронд хэлбэлздэг. Хэрэв давтамж нь 20 Гц-ээс бага эсвэл 20 кГц-ээс их байвал чичиргээ үүсэх хэдий ч бид үүнийг сонсохгүй.
Дууны эх сурвалж
Ямар ч хэлбэлздэг бие нь акустик долгионы эх үүсвэр байж болох тул түүнд зөвхөн уян орчин, жишээ нь агаар хэрэгтэй. Зөвхөн хатуу биет төдийгүй шингэн ба хий ч чичирч чаддаг. Хэд хэдэн хийн холимог болох агаар нь зөвхөн тархалтын орчин төдийгүй өөрөө акустик долгион үүсгэх чадвартай. Үлээвэр хөгжмийн зэмсгийн дууны үндэс нь түүний чичиргээ юм. Лимбэ эсвэл бүрээ нь чичирдэггүй. Энэ нь агаар нь ховордож, шахсан бөгөөд долгионд тодорхой хурдыг өгдөг бөгөөд үүний үр дүнд бид дууг сонсдог.
Өөр өөр орчинд дууг түгээх
Бид шингэн, хатуу, хий хэлбэртэй өөр өөр бодисууд дуугардаг болохыг олж мэдсэн. Акустик долгион дамжуулах чадварт мөн адил хамаарна. Дуу чимээ нь вакуумаас бусад бүх уян орчинд (шингэн, хатуу, хий) тархдаг. Хоосон орон зайд, саран дээр бид чичиргээт биеийн чимээг сонсохгүй гэж хэлье.
Хүний мэдэрдэг дуу чимээний ихэнх нь агаарт байдаг. Загас, медузууд усан дундуур урсах акустик долгионыг сонсдог. Хэрэв бид усан дор шумбах юм бол хажуугаар өнгөрөх моторт завины чимээг сонсох болно. Түүгээр ч зогсохгүй долгионы урт, долгионы хурд нь агаараас өндөр байх болно. Усан доор шумбаж буй хүнд моторын дуу хамгийн түрүүнд сонсогдоно гэсэн үг. Яг тэр газар завиндаа сууж байгаа загасчин дуу чимээг дараа нь сонсох болно.
Хатуу биетэд дуу чимээ улам сайн тархаж, долгионы хурд илүү өндөр байдаг. Чихэндээ хатуу зүйл, тэр дундаа төмөр юм тавиад товшиход маш сайн сонсогдоно. Өөр нэг жишээ бол таны дуу хоолой юм. Бид өмнө нь дуу хураагч эсвэл видео бичлэг дээр бичсэн бидний яриаг анх сонсоход тэр дуу хоолой харь гарагийн хүн шиг санагддаг. Яагаад ийм зүйл болж байна вэ? Амьдралд бид амнаасаа дуу чимээний чичиргээг сонсдоггүй, гавлын ясыг дамжин өнгөрөх долгионы чичиргээг сонсдог. Эдгээр саад бэрхшээлээс туссан дуу чимээ бага зэрэг өөрчлөгддөг.
Дууны хурд
Дууны долгионы хурд, хэрэв бид ижил дууг авч үзвэл өөр өөр орчинд өөр өөр байх болно. Дундаж нягт байх тусам дуу нь бидний чихэнд илүү хурдан хүрдэг. Галт тэрэг биднээс маш хол явж чадах тул дугуйны чимээ одоохондоо сонсогдохгүй. Гэсэн хэдий ч та чихээ төмөр замд наавал бид шуугианыг тодорхой сонсох болно.
Энэ нь дууны долгион агаараас илүү хатуу биетэд илүү хурдан тархдаг болохыг харуулж байна. Зураг нь янз бүрийн орчинд дууны хурдыг харуулж байна.
Долгионы тэгшитгэл
Хурд, давтамж, долгионы урт нь хоорондоо холбоотой. Өндөр давтамжтайгаар чичирдэг биетүүдийн хувьд долгион нь богино байдаг. Долгионы урт нь урт байдаг тул бага давтамжийн дуу чимээг илүү хол зайд сонсох боломжтой. Хоёр долгионы тэгшитгэл байдаг. Тэд долгионы шинж чанаруудын харилцан хамаарлыг харуулдаг. Тэгшитгэлээс дурын хоёр хэмжигдэхүүнийг мэдсэнээр гурав дахь хэмжигдэхүүнийг тооцоолж болно:
с=ν × λ, энд c нь хурд, ν нь давтамж, λ нь долгионы урт.
Хоёр дахь акустик долгионы тэгшитгэл:
s=λ / T, Энд T нь үе, өөрөөр хэлбэл биеийн нэг хэлбэлзэл хийх хугацаа.
