Специальный звуковой сигнал должен иметь изменяющуюся основную частоту: 2.5.4. Требования к специальным световым и звуковым сигналам \ КонсультантПлюс

2.5.4. Требования к специальным световым и звуковым сигналам \ КонсультантПлюс

2.5.4. Требования к специальным световым

и звуковым сигналам

2.5.4.1. Оснащение сигналами

2.5.4.1.1. Транспортные средства оперативных и специальных служб оснащаются специальными световыми и звуковыми сигналами в порядке, определенном нормативными правовыми актами.

2.5.4.1.2. Проблесковый маячок должен устанавливаться на крышу транспортного средства или над ней. При этом угол видимости специального светового сигнала в горизонтальной плоскости, проходящей через центр источника излучения света, должен быть равен 360°.

2.5.4.1.3. Проблесковые маячки в других местах транспортного средства устанавливать не допускается. Способы установки проблескового маячка должны обеспечивать надежность его крепления на всех режимах движения и торможения транспортного средства.

Примечания: 1. Допускается установка на одно транспортное средство более одного проблескового маячка.

2. Для транспортных средств на шасси грузовых автомобилей, а также транспортных средств Госавтоинспекции, Военной автоинспекции и органов ФСБ России, сопровождающих колонны транспортных средств, допускается уменьшение угла видимости проблескового маячка до 180°, при условии видимости его со стороны передней части транспортного средства.

(в ред. Постановления Правительства РФ от 10.09.2010 N 706)

(см. текст в предыдущей редакции)

2.5.4.1.4. Допускается применение проблесковых маячков, конструктивно объединенных в одном корпусе с излучателем звука специального звукового сигнала при условии обеспечения соответствия каждого устройства в отдельности требованиям настоящего документа. Такие объединенные устройства должны устанавливаться на крыше транспортного средства и приводиться в действие с помощью одного блока управления.

2.5.4.1.5. Допускается установка излучателей звука специальных звуковых сигналов в подкапотном пространстве передней части транспортного средства.

2. 5.4.1.6. При установке блоков управления устройствами для подачи специальных световых и звуковых сигналов в салоне (кабине) транспортного средства должны выполняться требования Правил ЕЭК ООН N 21.

2.5.4.2. Требования к световым сигналам

2.5.4.2.1. Проблесковые маячки транспортных средств оперативных служб всех видов должны быть синего цвета. На транспортных средствах Госавтоинспекции, ВАИ и органов федеральной службы безопасности дополнительно с проблесковыми маячками синего цвета могут применяться маячки красного цвета.

(в ред. Постановления Правительства РФ от 10.09.2010 N 706)

(см. текст в предыдущей редакции)

2.5.4.2.2. Проблесковые маячки должны соответствовать требованиям Правил ЕЭК ООН N 65-00.

2.5.4.3. Требования к звуковым сигналам

2.5.4.3.1. Специальный звуковой сигнал должен иметь изменяющуюся основную частоту. Изменения основной частоты должны быть от 150 до 2000 Гц.

2.5.4.3.2. Продолжительность цикла изменения основной частоты специального звукового сигнала – от 0,5 до 6,0 с.

2.5.4.3.3. Уровень звукового давления сигнального устройства на расстоянии 2 м от излучателя звука по оси, перпендикулярной к плоскости его выходного отверстия при подаче специального звукового сигнала не должен быть ниже:

116 дБ А – при установке излучателя звука на крыше транспортного средства;

122 дБ А – при установке излучателя звука в подкапотное пространство.

2.5.4.3.4. Направление максимального уровня звукового давления специального звукового сигнала должно совпадать с продольной осью транспортного средства в направлении его движения вперед.

III. Общие требования к установке специальных сигналов \ КонсультантПлюс

III. Общие требования к установке специальных сигналов

10. На транспортные средства Вооруженных Сил могут устанавливаться приборы для подачи специальных световых (проблесковые маячки синего, синего и красного, желтого или оранжевого, бело-лунного цветов) и звуковых сигналов в зависимости от их предназначения и выполняемых задач.

11. Проблесковые маячки всех цветов должны устанавливаться только на крышу кузова (кабины) транспортного средства или над ней на специальном креплении. Способы крепления проблескового маячка должны обеспечивать надежность его установки на всех режимах движения и торможения транспортного средства <*>.

——————————–

<*> Пункт 20 Основных положений по допуску транспортных средств к эксплуатации и обязанностей должностных лиц по обеспечению безопасности дорожного движения (введены в действие Постановлением Правительства Российской Федерации 1993 года N 1090) (Собрание актов Президента и Правительства Российской Федерации, 1993, N 47, ст. 4531; Собрание законодательства Российской Федерации, 1996, N 3, ст. 184; 1998, N 45, ст. 5521; 2000, N 18, ст. 1985; 2001, N 11, ст. 1029; 2002, N 9, ст. 931; N 27, ст. 2693).

Транспортные средства, не имеющие специальных цветографических схем, нанесенных на наружные поверхности этих средств, при наличии соответствующего разрешения оборудуются специальным звуковым сигналом и одним проблесковым маячком синего цвета высотой не более 230 мм и диаметром основания корпуса не более 200 мм <*>.

——————————–

<*> Пункт 19 Основных положений по допуску транспортных средств к эксплуатации и обязанностей должностных лиц по обеспечению безопасности дорожного движения (введены в действие Постановлением Правительства Российской Федерации 1993 года N 1090) (Собрание актов Президента и Правительства Российской Федерации, 1993, N 47, ст. 4531; Собрание законодательства Российской Федерации, 1996, N 3, ст. 184; 1998, N 45, ст. 5521; 2000, N 18, ст. 1985; 2001, N 11, ст. 1029; 2002, N 9, ст. 931; N 27, ст. 2693).

Установка проблесковых маячков в других местах транспортного средства и использование их внутри пассажирского салона кузова (кабины) автомобиля не допускается.

Проблесковый маячок должен устанавливаться на крыше кузова транспортного средства таким образом, чтобы специальный световой сигнал был виден на угол 360 град. горизонтальной плоскости, проходящей через центр источника излучения света.

Для транспортных средств на шасси грузовых автомобилей, а также для автомобилей ВАИ, обеспечивающих сопровождение воинских колонн, допускается уменьшение угла видимости проблескового маячка до 180 град. , но так, чтобы маячок не был закрыт со стороны передней части транспортного средства.

12. Специальный световой сигнал синего цвета применяется на транспортных средствах оперативных служб, а также на транспортных средствах при отсутствии специальных цветографических схем на наружных поверхностях этих средств в соответствии с требованиями п. п. 4, 5 настоящей Инструкции.

Специальный световой сигнал красного цвета может применяться дополнительно к основному световому сигналу синего цвета только на автомобилях ВАИ.

13. Проблесковые маячки желтого или оранжевого цвета устанавливаются на транспортных средствах, перевозящих крупногабаритные и (или) тяжеловесные грузы, взрывчатые, легковоспламеняющиеся, радиоактивные и сильнодействующие ядовитые вещества, выполняющих работы по строительству, ремонту или содержанию дорог, а также на транспортных средствах, участвующих в дорожном движении, габариты которых превышают нормы, установленные Правилами дорожного движения Российской Федерации <*>.

——————————–

<*> Пункт 16 Основных положений по допуску транспортных средств к эксплуатации и обязанностей должностных лиц по обеспечению безопасности дорожного движения (введены в действие Постановлением Правительства Российской Федерации 1993 года N 1090) (Собрание актов Президента и Правительства Российской Федерации, 1993, N 47, ст. 4531; Собрание законодательства Российской Федерации, 1996, N 3, ст. 184; 1998, N 45, ст. 5521; 2000, N 18, ст. 1985; 2001, N 11, ст. 1029; 2002, N 9, ст. 931; N 27, ст. 2693).

Проблесковые маячки бело-лунного цвета и специальные звуковые сигналы могут устанавливаться на транспортных средствах, перевозящих денежные средства и (или) ценные грузы и имеющих специальные цветографические схемы, нанесенные на наружные поверхности в соответствии с государственным стандартом Российской Федерации, за исключением транспортных средств оперативных средств <*>.

——————————–

<*> Пункт 17 Основных положений по допуску транспортных средств к эксплуатации и обязанностей должностных лиц по обеспечению безопасности дорожного движения (введены в действие Постановлением Правительства Российской Федерации 1993 года N 1090) (Собрание актов Президента и Правительства Российской Федерации, 1993, N 47, ст. 4531; Собрание законодательства Российской Федерации, 1996, N 3, ст. 184; 1998, N 45, ст. 5521; 2000, N 18, ст. 1985; 2001, N 11, ст. 1029; 2002, N 9, ст. 931; N 27, ст. 2693).

14. Специальный звуковой сигнал устанавливается на транспортных средствах оперативных служб таким образом, чтобы максимальный уровень звукового давления специального звукового сигнала совпадал с продольной осью транспортного средства в направлении его движения.

Специальный звуковой сигнал должен иметь изменяющуюся основную частоту звучания в соответствии с требованиями государственных стандартов Российской Федерации.

15. Запрещается установка и использование проблесковых маячков и специальных звуковых сигналов на транспортных средствах Вооруженных Сил без соответствующего разрешения на установку специальных сигналов в соответствии с требованиями п. 5 настоящей Инструкции.

Основная частота: определение и пример

Когда мы говорим, наши голосовые связки вибрируют, создавая звук. Анализируя различные физические элементы речи, мы можем понять, как и где издаются звуки, когда мы говорим. Одной из важных частей речи является основная частота. Продолжайте читать, чтобы узнать больше о фундаментальной частоте в лингвистике, включая определение, несколько примеров и некоторые факты о частотах наших голосов! Мы также исследуем взаимосвязь между основной частотой, высотой тона и гармониками.

Основная частота Лингвистика

В лингвистике основная частота является аспектом акустической фонетики. Так что же такое акустическая фонетика?

Акустическая фонетика относится к изучению физических свойств речи. Он используется для анализа сигналов звуковых волн в речи в диапазоне различных частот, продолжительности и интенсивности.

Если вы не знали, звуковые волны выглядят как волнистые линии, которые колеблются во времени. Вот пример колебаний звуковой волны:

Рис. 1. Звуковые волны возникают при вибрации объекта, например голосовых связок.

Теперь давайте сосредоточимся на определении основной частоты:

Определение основной частоты

Ознакомьтесь с определением основной частоты ниже:

Основная частота относится к тому, сколько раз в секунду наши голосовые связки вибрируют при произнесении звонких звуков.

Как следует из названия, звонкие звуки относятся к звукам, которые используются нашими голосовыми связками. Все гласные звонкие, но не все согласные. Некоторые согласные звуки, такие как /p/, /f/ и /s/, глухие. Это означает, что голосовые связки не вибрируют при воспроизведении этих звуков.

Основная частота часто сокращается до F0.

Основная частота голоса

Задумывались ли вы когда-нибудь, какова основная частота человеческого голоса? Ну, это зависит от пола человека, так как у большинства мужчин от природы более низкий голос, чем у женщин. Единицей частоты, используемой для измерения основной частоты звуков, является герц, обозначаемый символом «Гц».

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ? Герц назван в честь немецкого физика Генриха Герца, внесшего большой вклад в изучение электромагнетизма.

Основная частота мужского голоса составляет около 85–155 Гц, но могут быть и исключения. Для женщин основная частота составляет около 165-225 Гц (обычно на октаву выше). Для детей это около 300 Гц.

Какие частоты наиболее важны для звуков речи?

Большинство людей обычно слышат частоты от 32 до 32000 Гц при громкости 10 децибел (дБ) и выше. Наиболее важные частоты для звуков речи находятся в диапазоне от 250 до 8000 Гц.

Пример основной частоты

Теперь давайте рассмотрим пример основной частоты. Ниже приведено визуальное представление звуковой волны:

Рис. 2 – Основная частота измеряется в Герцах (Гц).

Эта конкретная звуковая волна имеет основную частоту 93 Гц.

В повседневных разговорах основная частота речи колеблется, отражая наши речевые модели. Основная частота также меняется в зависимости от пола и возраста человека. Из-за этого основная частота уникальна для человека и трудно определить точный диапазон частот, которого все придерживаются в повседневных разговорах. Вы можете обнаружить, что разные исследования дают разные цифры. Например, ниже приведена таблица, содержащая средние основные частоты мужчин и женщин от младенчества до зрелости:

Age	Female Frequency	Male Frequency
Infant	440-590 Hz	440-590 Hz
3	255-360 Hz	255-360 Hz
8	215-300 Hz	210-295 Hz
12	200-280 Hz	195-275 Hz
15	185-260 Hz	135-205 Hz
Взрослый	175–245 Гц	105–160 Гц

Обратите внимание, как диапазон чисел во взрослом возрасте отличается от тех, что указаны в предыдущем разделе об основных частотах голоса? Единственное последовательное наблюдение, которое можно сделать, это тот факт, что наши основные частоты становятся ниже по мере того, как мы становимся старше, и начиная с 8-летнего возраста мужчины обычно имеют более низкие основные частоты, чем женщины.

Основная частота и высота тона: значение

Основная частота тесно связана с высотой тона. Являются ли эти два термина синонимами или между ними есть различия?

Хотя некоторые могут подумать, что основная частота — это просто красивое слово для обозначения высоты звука, другие утверждают, что высота звука — это другое понятие. На самом деле высота тона больше связана с восприятием человеком основной частоты. Другими словами, основная частота относится к фактическим физическим свойствам сигнала звуковой волны, тогда как высота тона относится к тому, как наши уши и мозг воспринимают сигнал относительно частоты.

В речи мы часто изменяем высоту голоса, чтобы выразить различные эмоции. Например:

Чтобы выразить радость или волнение, мы повышаем высоту голоса. С другой стороны, чтобы показать грусть или разочарование, мы часто понижаем высоту голоса.

Мы также изменяем высоту голоса, чтобы различать различные грамматические функции предложений. Например:

Чтобы выразить вопрос (вопрос), мы повышаем высоту голоса в конце высказывания.

Когда мы используем повествовательное предложение (приказ кому-то что-то сделать), мы обычно сохраняем тон нашего голоса ровным.

Вы когда-нибудь замечали, что некоторые люди повышают высоту голоса или увеличивают вариацию тона, когда разговаривают с младенцами? Это часто называют «детским лепетом», и было высказано предположение, что изменение того, как мы говорим таким образом, помогает младенцам выучить звуковые модели в речи!

Основная частота и гармоники

И основная частота, и гармоники являются физическими свойствами речи и связаны друг с другом. Почти все сигналы содержат гармонические частоты. Давайте посмотрим на значение гармоники:

Гармоника – это волна или сигнал, частота которого является целым кратным основной частоты. Например, если основная частота чего-либо составляет 100 Гц, гармоники будут 200 Гц, 300 Гц, 400 Гц и т. д. Основная частота является наименьшим значением и часто упоминается как «первая гармоника».

Как и в физике, гармоники часто ассоциируются с музыкой. В музыке гармоники используются для воспроизведения более высоких нот на таких инструментах, как струнные и духовые.

Основная частота — основные выводы

• Основная частота — это аспект акустической фонетики, изучающий физические свойства речи.
• Основная частота — это количество колебаний в секунду наших голосовых связок при произнесении звонких звуков.

• Единицей частоты, используемой для измерения основной частоты звуков, является герц, обозначаемый символом «Гц».

• Основная частота относится к фактическим физическим свойствам сигнала звуковой волны, а высота тона относится к тому, как наши уши и мозг воспринимают сигнал относительно частоты.

• Гармоника — это волна или сигнал, частота которого кратна основной частоте.

14.1 Скорость звука, частота и длина волны — физика

Раздел Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете делать следующее:

• Соотносить характеристики волн со свойствами звуковых волн
• Опишите скорость звука и то, как она изменяется в различных средах
• Свяжите скорость звука с частотой и длиной волны звуковой волны

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Цели обучения в этом разделе помогут вашим учащимся освоить следующие стандарты:

• (7) Научные концепции. Учащийся знает характеристики и поведение волн. Ожидается, что студент:
  • (А) исследовать и описать колебательное движение и распространение волн в различных типах сред;
  • (Б) исследовать и анализировать характеристики волн, включая скорость, частоту, амплитуду и длину волны, и рассчитывать, используя взаимосвязь между скоростью волны, частотой и длиной волны;
  • (С) сравнивать характеристики и поведение поперечных волн, включая электромагнитные волны и электромагнитный спектр, и характеристики и поведение продольных волн, включая звуковые волны;
  • (Ф) описать роль волновых характеристик и поведения в медицинских и промышленных приложениях.

Кроме того, в Руководстве по физике для средней школы рассматривается содержание этого раздела лабораторной работы под названием «Волны», а также следующие стандарты:

• (7) Научные концепции. Учащийся знает характеристики и поведение волн. Ожидается, что студент:
  • (Б) исследуйте и анализируйте характеристики волн, включая скорость, частоту, амплитуду и длину волны, и рассчитывайте, используя взаимосвязь между скоростью волны, частотой и длиной волны.

Основные термины раздела

разрежение

звук

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL][OL] Обзор волн и типов волн — механические и немеханические, поперечные и продольные, импульсные и периодические. Рассмотрите свойства волн — амплитуду, период, частоту, скорость и их взаимосвязь.

Свойства звуковых волн

Звук – это волна. Более конкретно, звук определяется как возмущение материи, которое передается от своего источника наружу. Возмущение – это все, что выходит из состояния равновесия. Некоторые звуковые волны можно охарактеризовать как периодические волны, что означает, что атомы, из которых состоит материя, испытывают простое гармоническое движение.

Вибрирующая струна создает звуковую волну, как показано на рис.

14.2, рис. 14.3 и рис. 14.4. Когда струна колеблется взад и вперед, часть энергии струны идет на сжатие и расширение окружающего воздуха. Это создает немного более высокое и более низкое давление. Области более высокого давления… это сжатия, а области низкого давления – разрежения. Возмущение давления распространяется по воздуху в виде продольных волн с той же частотой, что и струна. Часть энергии теряется в виде тепловой энергии, передаваемой в воздух. Вы можете вспомнить из главы о волнах, что области сжатия и разрежения в продольных волнах (таких как звук) аналогичны гребням и впадинам в поперечных волнах.

Рисунок 14.2 Вибрирующая струна, движущаяся вправо, сжимает воздух перед собой и расширяет воздух позади себя.

Рисунок 14.3 Когда струна движется влево, она создает еще одно сжатие и разрежение, поскольку частицы справа удаляются от струны.

Рисунок 14,4 После многих колебаний происходит серия сжатий и разрежений, которые передаются от струны в виде звуковой волны. На графике показано манометрическое давление (P _калибр ) по сравнению с расстоянием x от источника. Манометрическое давление – это давление относительно атмосферного давления; он положителен для давлений выше атмосферного давления и отрицателен для давлений ниже его. Для обычных, повседневных звуков давление лишь незначительно отличается от среднего атмосферного давления.

Амплитуда звуковой волны уменьшается по мере удаления от ее источника, потому что энергия волны распространяется на все большую и большую площадь. Но часть энергии также поглощается объектами, такими как барабанная перепонка на рис. 14.5, а часть энергии преобразуется в тепловую энергию в воздухе. На рис. 14.4 показан график зависимости манометрического давления от расстояния до вибрирующей колонны. Из этого рисунка видно, что сжатие продольной волны аналогично пику поперечной волны, а разрежение продольной волны аналогично впадине поперечной волны. Подобно тому, как поперечная волна чередует пики и впадины, продольная волна чередует сжатие и разрежение.

Рисунок 14,5 Сжатие и разрежение звуковых волн проходят вверх по слуховому проходу и заставляют барабанную перепонку вибрировать. На барабанную перепонку действует результирующая сила, поскольку давление звуковых волн отличается от атмосферного давления за барабанной перепонкой. Сложный механизм преобразует вибрации в нервные импульсы, которые затем интерпретируются мозгом.

Скорость звука

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL] Обратите внимание на тот факт, что звук представляет собой механическую волну и требует среды, через которую он передается.

[OL][AL] Спросите учащихся, знают ли они скорость звука, а если нет, попросите их предположить. Спросите их, почему во время бури звук грома слышен гораздо раньше, чем видна молния. Это явление также наблюдается во время фейерверков. В ходе этого обсуждения разработайте представление о том, что скорость звука конечна и измерима и намного медленнее, чем скорость света.

Скорость звука сильно зависит от среды, через которую он проходит. Скорость звука в среде определяется сочетанием жесткости среды (или сжимаемости в газах) и ее плотности. Чем жестче (или менее сжимаема) среда, тем выше скорость звука. Чем больше плотность среды, тем медленнее скорость звука. Скорость звука в воздухе мала, потому что воздух сжимаем. Поскольку жидкости и твердые тела относительно жесткие и их очень трудно сжать, скорость звука в таких средах обычно выше, чем в газах. В таблице 14.1 показана скорость звука в различных средах. Поскольку температура влияет на плотность, скорость звука в некоторой степени зависит от температуры среды, в которой он распространяется, особенно для газов.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Предупреждение о заблуждении

Студенты могут запутаться между жесткостью и плотностью и тем, как они влияют на скорость звука. Скорость звука меньше в более плотных средах. Твердые тела плотнее газов. Однако они также очень жесткие, и, следовательно, звук в твердых телах распространяется быстрее. Подчеркните, что скорость звука всегда зависит от сочетания этих двух свойств любой среды.

Средний	v w (м/с)
Газы при 0 °C
Воздух	331
Углекислый газ	259
Кислород	316
Гелий	965
Водород	1290
Жидкости при 20 °C
Этанол	1160
Меркурий	1450
Вода пресная	1480
Морская вода	1540
Ткань человека	1540
Твердые вещества (продольные или объемные)
Вулканизированная резина	54
Полиэтилен	920
Мрамор	3810
Стекло, пирекс	5640
Свинец	1960
Алюминий	5120
Сталь	5960

Стол 14. 1 Скорость звука в различных средах

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL] Обратите внимание, что в таблице скорость звука в очень жестких материалах, таких как стекло, алюминий и сталь … довольно высока, тогда как скорость звука в резине, которая значительно менее жесткая, довольно низкая.

Связь между скоростью звука, частотой и длиной волны звуковой волны

Рисунок 14,6 Когда фейерверк взрывается в небе, световая энергия воспринимается раньше звуковой. Звук распространяется медленнее, чем свет. (Доминик Алвес, Flickr)

Звук, как и все волны, распространяется с определенной скоростью в различных средах и обладает свойствами частоты и длины волны. Звук распространяется намного медленнее света — вы можете наблюдать это, наблюдая за фейерверком (см. рис. 14.6), поскольку вспышка взрыва видна раньше, чем слышен его звук.

Зависимость между скоростью звука, его частотой и длиной волны такая же, как и для всех волн:

v=fλ,v=fλ,

14. 1

где v — скорость звука (в м/с), f — его частота (в герцах), λλ — длина волны (в единицах метров). Напомним, что длина волны определяется как расстояние между соседними одинаковыми частями волны. Следовательно, длина волны звука — это расстояние между соседними одинаковыми частями звуковой волны. Так же, как расстояние между соседними гребнями в поперечной волне составляет одну длину волны, расстояние между соседними сжатиями в звуковой волне также составляет одну длину волны, как показано на рис. 14.7. Частота звуковой волны такая же, как и у источника. Например, камертон, вибрирующий с определенной частотой, будет производить звуковые волны, колеблющиеся с той же частотой. Частота звука – это количество волн, проходящих через точку в единицу времени.

Рисунок 14,7 Звуковая волна исходит от источника, колеблющегося с частотой f , распространяется с частотой v и имеет длину волны λλ.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL][OL][AL] В музыкальных инструментах более короткие струны вибрируют быстрее и, следовательно, издают более высокие звуки. Расположение ладов на таких инструментах, как гитары, банджо и мандолины, определяется математически, чтобы дать правильный интервал или изменение высоты тона. Когда струна прижимается к ладовой проволоке, струна эффективно укорачивается, изменяя свою высоту звука. Попросите учащихся поэкспериментировать со струнами разной длины и понаблюдать, как в каждом случае меняется высота звука.

Одним из наиболее важных свойств звука является то, что его скорость почти не зависит от частоты. Если бы это было не так и, например, высокочастотные звуки распространялись быстрее, то чем дальше вы находились от оркестра на футбольном стадионе, тем сильнее отставал бы звук низкочастотных инструментов от высокочастотных. Но музыка всех инструментов доносится с ритмом, не зависящим от расстояния, поэтому все частоты должны распространяться почти с одинаковой скоростью.

Напомним, что v=fλv=fλ, и в данной среде при фиксированных температуре и влажности v постоянно. Следовательно, зависимость между f и λλ обратная: чем выше частота, тем короче длина волны звуковой волны.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Демонстрация учителя

Держите метровую линейку горизонтально на столе так, чтобы около 80 см выступало за край стола. Заставьте глюкометр вибрировать, потянув кончик вниз и отпустив его, прижимая глюкометр к рабочему столу. Пока он вибрирует, переместите стик обратно на рабочий стол, укорачивая торчащую часть. Учащиеся увидят, как укорачивается вибрирующая часть измерительной палочки, и услышат, как увеличивается высота тона или количество вибраций — увеличивается частота.

Скорость звука может изменяться при переходе звука из одной среды в другую. Однако частота обычно остается неизменной, потому что она похожа на возбужденное колебание и поддерживает частоту исходного источника. Если v изменится, а f останется прежним, то длина волны λλ должна измениться. Поскольку v=fλv=fλ, чем выше скорость звука, тем больше его длина волны для данной частоты.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[AL] Попросите учащихся предсказать, что произойдет, если скорость звука в воздухе будет изменяться в зависимости от частоты.

Виртуальная физика

Звук

Эта симуляция позволяет вам видеть звуковые волны. Отрегулируйте частоту или амплитуду (громкость) и вы сможете увидеть и услышать, как меняется волна. Перемещайте слушателя и слушайте то, что слышит он. Переключитесь на вкладку Two Source Interference или вкладку Interference by Reflection, чтобы поэкспериментировать с интерференцией и отражением.

Советы для успеха

Убедитесь, что аудио включено и установлено на «Слушатель», а не «Динамик», иначе звук не будет меняться при перемещении слушателя.

PhET Исследования: Звук. Эта симуляция позволяет вам видеть звуковые волны. Отрегулируйте частоту или громкость, и вы сможете увидеть и услышать, как меняется волна. Перемещайте слушателя и слушайте то, что слышит он.

Нажмите, чтобы просмотреть содержимое

В первой вкладке Listen to a Single Source отодвиньте слушателя как можно дальше от динамика, а затем измените частоту звуковой волны. Возможно, вы заметили, что существует задержка между временем, когда вы меняете настройку, и временем, когда вы слышите, что звук становится ниже или выше по высоте. Почему это?

1. Потому что интенсивность звуковой волны меняется с частотой.

2. Потому что скорость звуковой волны изменяется при изменении частоты.

3. Потому что громкость звуковой волны требует времени для регулировки после изменения частоты.

4. Поскольку для того, чтобы звук достиг слушателя, требуется время, поэтому слушатель воспринимает новую частоту звуковой волны после задержки.

Есть ли разница в величине задержки в зависимости от того, делаете ли вы частоту выше или ниже? Почему?

1. Да, скорость распространения зависит только от частоты волны.

2. Да, скорость распространения зависит от длины волны, а длина волны изменяется по мере изменения частоты.

3. Нет, скорость распространения зависит только от длины волны.

4. Нет, скорость распространения постоянна в данной среде; изменяется только длина волны при изменении частоты.

Снап Лаборатория

Голос как звуковая волна

В этой лабораторной работе вы будете наблюдать за эффектами дуновения и разговора с листом бумаги, чтобы сравнить и сопоставить различные звуковые волны.

• лист бумаги
• лента
• стол

Инструкции

Процедура

1. Подвесьте лист бумаги так, чтобы верхний край бумаги был зафиксирован, а нижний край мог двигаться. Например, вы можете приклеить верхний край бумаги к краю стола.
2. Аккуратно подуйте воздухом к краю нижней части листа и обратите внимание на движение листа.
3. Говорите тихо, а затем громче, чтобы звуки ударялись о край нижней части бумаги, и обратите внимание, как движется лист.
4. Интерпретируйте результаты.

Проверка захвата

Какое свойство звуковой волны усиливается, когда вы говорите громче, чем тихо?

1. амплитуда волны
2. частота волны
3. скорость волны
4. длина волны

Рабочий пример

Каковы длины волн слышимых звуков?

Вычислите длины волн звуков в крайних точках слышимого диапазона, 20 и 20 000 Гц, в условиях, когда звук распространяется со скоростью 348,7 м/с.

Стратегия

Чтобы найти длину волны по частоте, мы можем использовать v=fλv=fλ .

Решение

(1) Определите известные. Приведены значения для v и f .

(2) Решите зависимость между скоростью, частотой и длиной волны для λλ .

λ=vf.λ=vf.

14.2

(3) Введите скорость и минимальную частоту, чтобы получить максимальную длину волны.

λmax=348,7 м/с20 Гц=17 м≈20 м (1 знак)λmax=348,7 м/с20 Гц=17 м≈20 м (1 знак) скорость и максимальная частота, чтобы дать минимальную длину волны.

λmin=348,7 м/с20 000 Гц=0,017 м≈2 см (1 знаковое число)λmin=348,7 м/с20 000 Гц=0,017 м≈2 см (1 знаковое число)

14.4

Обсуждение

Поскольку произведение f на λλ равно постоянной скорости в неизменных условиях, чем меньше f , тем больше должно быть λλ, и наоборот. Обратите внимание, что вы также можете легко изменить ту же формулу, чтобы найти частоту или скорость.

Практические задачи

1.

Какова скорость звуковой волны с частотой 2000\,\text{Гц} и длиной волны 0,4\,\text{м}?

1. 9{-3}\,\текст{м}

Проверьте свое понимание

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Используйте эти вопросы, чтобы оценить достижения учащихся в соответствии с разделом «Цели обучения». Если учащиеся борются с определенной целью, эти вопросы помогут определить, какая именно, и направить учащихся к соответствующему содержанию.

3.

Что такое разрежение?

1. Разрежение – это область высокого давления, возникающая в среде при прохождении через нее продольной волны.

2. Разрежение – это область пониженного давления, возникающая в среде при прохождении через нее продольной волны.

3. Разрежение – наивысшая точка амплитуды звуковой волны.

4. Разрежение – самая нижняя точка амплитуды звуковой волны.

4.

Какое движение испытывают частицы среды при прохождении через нее звуковой волны?

1. Простое гармоническое движение
2. Круговое движение
3. Случайное движение
4. Поступательное движение

5.