Фізика і хімія в побуті. Підручник для осіб з особливими освітніми потребами (F70). 10 клас. Тороп

§ 15. Відображення звуку. Відлуння

Для проходження звукових хвиль потрібне середовище, а це означає, що вони не можуть поширюватися через вакуум (мал. 86). Більшість звуків, які ми чуємо, поширюються по повітрю, але звуки також можуть поширюватися через тверді тіла. Можна почути звук, а також відчути вібрацію звукових хвиль, що проходять через різні речовини, наприклад, деревину, метали тощо.

Звуки також можуть блокуватися або поглинатися певними об’єктами. Наприклад, ми можемо помітити різницю в звуках, коли двері чи вікно відкриваються чи закриваються. Двері або вікно блокують деякі звукові хвилі та не дають їм досягти ваших вух. Якщо на вулиці стояти позаду джерела звуку, наприклад позаду колонок, то звук чутно дуже погано.

Мал. 86. Середовища, в яких поширюється звук

Мал. 87. Відбиття звукової хвилі

Проте в приміщенні звук буде відбиватися від усіх стін, стелі й підлоги, тож стає чутно навіть тихі звуки (мал. 87).

Звукові хвилі можуть поширюватися на великі відстані. Проте якщо хвиля натрапить на перешкоду, вона зазвичай відбивається від неї.

Ви коли-небудь помічали, що ваш голос звучить інакше, коли ви перебуваєте у великій порожній кімнаті? Особливо якщо немає килима чи штор, ваш голос зазвичай звучатиме голосніше. Це тому, що звук поширюється хвилями; звукові хвилі, які ви створюєте, коли говорите, поширюються по повітрю в кімнаті, тому обстановка кімнати впливає на те, що ви чуєте.

Ви коли-небудь відбивали баскетбольний м’яч? Якщо ви відбиваєте його на твердій підлозі або цементі, м’яч відскакує дуже добре, але якщо ви намагаєтесь відбити його в траву чи килим, він не дуже відскакує, чи не так? Подібно до баскетбольного м’яча, звукові хвилі також можуть відбиватися.

Звукові хвилі відбиваються від твердих поверхонь, таких як стіни та підлога. Якщо звукові хвилі потрапляють на м’які речі, як-от килими, штори, подушки, рослини чи людей, хвилі поглинаються м’якими предметами, тому вони не відбиваються від них. Отже, якщо кімната порожня, хвилі відбиватимуться від стін і підлоги, а не поглинатимуться речами, які зазвичай знаходяться в кімнаті, завдяки чому ваш голос звучатиме голосніше.

Іноді, коли звукові хвилі відбиваються від твердої поверхні, звук повторюється знову. Наприклад, ви можете сказати «Привіт», а потім через кілька секунд ви знову почуєте слово «Привіт». Це називається відлунням.

Мал. 88. Відлуння створюється звуковими хвилями, що відбиваються від твердої поверхні

Звукові хвилі вийшли з вашого рота, поширювалися повітрям, торкалися твердої поверхні, як-от стіни, а потім знову поверталися назад, змушуючи вас знову чути звук (мал. 88).

Відлуння — звук, що повернувся до джерела після відбиття від перешкоди.

Оскільки відбиті хвилі втратили силу, їх неможливо почути, доки не припиниться вихідний звук. Людина, що стоїть близько від поверхні, що відбиває, може почути лише останній звук. Якщо людина відійде далі, може почути все більше і більше звуків.

У горах сильні звуки багаторазово відбиваються й чутно відлуння. Так само відбувається і у порожній кімнаті чи спортивній залі (мал. 89).

Відлуння не тільки цікаве явище, воно може бутим корисним. У тумані капітан судна часто може визначити, чи знаходиться він поблизу скелястого узбережжя, прислухаючись до відлуння корабельного свистка. Підводне гідролокаційне обладнання використовує відлуння надзвукового сигналу для виявлення підводних човнів. Пристрій автоматично відчуває відлуння від корпусу підводного човна та обчислює відстань до нього. Глибиноміри використовують відлуння від дна океану для вимірювання глибини.

Деякі тварини, наприклад, кажани та дельфіни, використовують відлуння, щоб допомогти їм орієнтуватися та полювати. Кажани видають звук і використовують луну, щоб допомогти знайти дорогу та шукати їжу.

Мал. 89. Утворення відлуння у горах та в спортивній залі

Дельфіни видають звук, схожий на клацання, який створює звукові хвилі, що відбиваються від навколишніх предметів; коли звук відбивається назад, дельфін може використовувати його для візуалізації зображення. Це відомо як ехолокація.

Люди використовували звук для створення музики протягом тисяч років. Вони винайшли багато різноманітних музичних інструментів (мал. 90). Однак, незважаючи на різноманітність, музичні інструменти мають певну схожість.

Мал. 90. Різноманітність музичних інструментів

Усі музичні інструменти створюють звук, змушуючи матерію вібрувати. Коливання запускають звукові хвилі, що рухаються повітрям.

Більшість музичних інструментів використовують резонанс, щоб посилити звукові хвилі та зробити звуки голоснішими. Резонанс — це вібрація у відповідь на звукові хвилі певної частоти. У такому музичному інструменті, як барабан, весь інструмент і повітря в ньому можуть вібрувати під час удару паличкою по барабану.

Більшість музичних інструментів мають можливість зміни частоти звукових хвиль, які вони створюють. Це змінює висоту звуків або те, наскільки високими або низькими звуки здаються слухачеві.

Мал. 91. Три категорії музичних інструментів: ударні, духові та струнні

Існує три основні категорії музичних інструментів: ударні, духові та струнні (мал. 91).

Любов людей до музики спонукала їх створювати музичні інструменти, завдяки яким вони дізналися, що всі тіла, які виробляють звуки, вібрують. Швидші вібрації створюють звук вищої тональності, а повільніші вібрації — нижчий тон.

Звук навколо нас допомагає людям і тваринам взаємодіяти з навколишнім середовищем.

Конспект учня (запиши в зошит)

ТЕМА. ВІДБИТТЯ ЗВУКУ. ВІДЛУННЯ

Для проходження звукових хвиль потрібне середовище, а це означає, що вони не можуть поширюватися через вакуум.

Відлуння — звук, що повернувся до джерела після відбиття від перешкоди.

Подумай та дай відповідь

1. Пригадайте, що таке звук.
2. Наведіть приклади відомих вам джерел звуку.
3. У яких середовищах може розповсюджуватися звук?
4. Що трапляється із звуковими хвилями, якщо на їх шляху з’являється перешкода?
5. Що таке відлуння? Наведіть приклади.
6. Чи зустрічалися ви з таким явищем, як відлуння? Як це відбувалося?
7. Як використовується відлуння?
8. Поясніть за малюнком 86, як працюють музичні інструменти.

Факти про дивовижні відлуння, які справді існують

У Німеччині на річці Рейн е місце, де відлуння повторюється 20 разів підряд. Аналогічне місце є й в місті Верден, у Франції, де, крикнувши в певному місці між баштами, ми можемо почути повторення своїх слів 11 разів. Але найбільш разюче відлуння в Італії, в печері під назвою «вухо Діонісія». Тут відлуння підсилює будь-які звуки. Крик, вигук чи просто хлопок, усе повертається у вигляді цього ж звуку з підсиленням у 16 разів. Сама печера, до речі, трохи нагадує вухо.

Перевір себе!

Записуй до зошита тільки номер запитання та літеру, яка позначає правильну відповідь. Наприклад, 1 а; 2 в; ...

1. Коли звукові хвилі поширюються по повітрю і вдаряються об щось, вони _________.

а) завжди поглинаються тим, об що вдарились;
б) можуть бути поглинені або відбитися від того, об що вони вдарилися;
в) завжди відбиваються від того, об що вони вдаряються;
г) ніколи не відбиваються від того, об що вони вдарилися.

2. Якби звукові хвилі вдарили по кожному з цих об’єктів, який з них, швидше за все, викличе відлуння?

а) цегляна стіна;
б) килимова підлога;
в) вікно, закрите шторами;
г) ліс, заповнений деревами.

3. Хлопчик стояв у порожній маленькій кімнаті, у якій не було меблів. Він крикнув: «Привіт», але не почув відлуння. Яка ймовірна причина того, що він не почув відлуння?