Spoznajte pojem zvukové vlny

Už ste niekedy premýšľali o tom, ako sa zvuk dostane k našim ušiam? Prečo, keď vidíme ohňostroj v diaľke, niekedy začujeme zvuk až po zhasnutí ohňostroja? V tomto článku si rozoberieme zvukové vlny.

Zvuk je typ pozdĺžnej vlny, ktorá je výsledkom vibrácií objektu. Pozdĺžne vlny sú vlny, ktorých smer šírenia je rovnobežný so smerom vibrácie. Pozrite sa na ilustráciu nižšie.

Keď niekto narazí na bubon, povrch bubna bude vibrovať a napínať sa, ako aj roztiahnuť vzduchový stĺp. Vibrujúce molekuly vzduchu sa budú šíriť rôznymi smermi. Dokované molekuly vzduchu budú produkovať vysoký tlak, zatiaľ čo molekuly, ktoré sú natiahnuté, budú produkovať nízky tlak. Vlny vysokého a nízkeho tlaku sa budú striedavo pohybovať vo vzduchu. Tieto vlny zachytí ľudské ucho, aby sme mohli počuť zvuk.

(Prečítajte si tiež: Aké sú vlastnosti vĺn?)

Zvukové vlny sú zahrnuté v mechanických vlnách, ktoré si vyžadujú šírenie média. Médium tohto šírenia vĺn môže byť pevné, kvapalné alebo plynné. Zvukové vlny sa preto nemôžu šíriť vo vákuu, napríklad vo vesmíre.

Zvukové vlny majú obmedzenú rýchlosť šírenia. Preto keď vidíme ohňostroj v diaľke, najskôr vidíme ohňostroj svetlo, potom zvuk erupcie. Svetelné vlny majú najvyššiu rýchlosť, akú doteraz poznáme, a zvukové vlny sa im nemôžu rovnať, nieto ich prekročiť.

Rýchlosť zvukových vĺn závisí od média šírenia. Zvuk cez pevné látky cestuje rýchlejšie ako plyny. Rýchlosť šírenia týchto vĺn sa tiež zvyšuje so zvyšovaním teploty média.

Na výpočet rýchlosti šírenia zvuku na základe média môžeme použiť nasledujúce vzorce.

Zvuky sa rýchlo šíria v pevných látkach

vzorec zvukovej vlny 1

Y = Youngov modul tuhej látky

ρ = hustota tuhej látky

Zvuky sa rýchlo šíria v pevných látkach

vzorec zvukovej vlny 2

B = hromadný modul kvapaliny

ρ = hustota kvapaliny

Rýchlo plazí zvuk v plyne

vzorec zvukovej vlny 3

γ = plynová konštanta

R = všeobecná plynová konštanta (8,31 J / mol K)

T = absolútna teplota plynu

M = relatívna molekulová hmotnosť plynu