Как образуется звук кратко

Обновлено: 05.07.2024

– Это известный физический закон, – пояснил он неожиданно. Явление резонанса. – И он, не переводя дыхания, изложил мне соответствующий анекдот из школьной физики, как через мост шла в ногу колонна солдат, и мост рухнул. Потом он объяснил мне, что стаканы и блюдца тоже можно дробить резонансом, если подобрать звуковые колебания соответствующих частот. Должен сказать, что именно с тех пор я начал отчетливо понимать, что звук – это тоже колебания.

Наш мир наполнен звуками. Шорох листвы в парке, стук падающих с деревьев яблок, пение птиц и грохот океанского прибоя, все это – звуки природы. Человечество тоже очень шумит, многократно перекрывая лязгом своих машин звуки природы. Но кроме способности создавать шумные механизмы, люди наделены даром речи, а некоторые способны сочинять музыку. Речь и музыка – это тоже звуки, только очень сложные.

Значение музыки в жизни человека люди поняли очень давно. В античной Греции музыка входила в семерку обязательных для изучения дисциплин, наравне с математикой, логикой и риторикой. Греки считали, что музыка должна строиться по простым и логичным законам, так же как речь на судебном процессе или решение математической задачи. Интересно, что бы они сказали, если бы услышали музыку Шнитке или Губайдуллиной…

Потом, в Средневековье, музыка надолго стала военной и церковной, и только в эпоху Возрождения вновь обрела светский характер, дав мировой культуре плеяду великих композиторов.

Не менее важно для человечества – уметь записывать и сохранять для потомков речь и музыку великих актеров и музыкантов, причем не в книгах и нотах, а в подлинном, живом звучании. Даже примитивные патефонные записи начала XX века позволяют нам насладиться шаляпинским басом или грассирующим тенором Вертинского, а вот голоса Пушкина, читающего свои стихи, мы никогда не услышим…

Звук – это волны, возникающие в воздухе (или другой упругой среде, например, в воде) под действием каких-либо колеблющихся предметов. Человек воспринимает эти волны с помощью органов слуха.

Почему у детей возникают проблемы со звукопроизношением? Для того чтобы у ребенка образовался нужный звук, его губы, зубы и язык должны принять определенное положение - артикуляционный уклад. Представляю артикуляционную гимнастику для формирования правильного произношения звуков.

Вложение	Размер
kak_obrazuyutya_zvuki.docx	18.2 КБ
kompleks_artikulyatsionnoy_gimnastiki-zvuki_s_s_z_z_ts.docx	16.39 КБ
kompleks_artikulyatsionnoy_gimnastiki-zvuki_sh_zh_ch_shch.docx	15.7 КБ
kompleks_artikulyatsionnoy_gimnastiki_-_zvuki_l_l.docx	15.92 КБ
kompleks_artikulyatsionnoy_gimnastiki-zvuki_r_r.docx	17.75 КБ

Предварительный просмотр:

Как образуются звуки?

Речевой аппарат человека – это очень сложная многоуровневая структура с центром в головном мозге, но в этой статье мы не будем подробно описывать все механизмы речи.

Для того чтобы научить ребенка правильно произносить те или иные звуки, объяснить ему, каким должно быть правильное положение губ и языка, нужно знать, как органы речи участвуют в образовании звуков.

Почему у детей возникают проблемы со звукопроизношением?

Для того чтобы у ребенка образовался нужный звук, его язык, губы и зубы должны принять определенное положение ( артикуляционный уклад) . А именно это не удается ребенку, особенно при произношении свистящих, шипящих и сонорных ( л и р) звуков.

При образовании различных звуков каждый орган артикуляции занимает определенное положение. Звуки произносятся не отдельно, а один за другим, поэтому и органы речевого аппарата быстро меняют свое положение.

Четкого произношения звуков, слов фраз можно добиться в том случае, если органы речи ребенка подвижны, а их работа – последовательна.

В вестернах часто встречается персонаж-индеец, который, приложив ухо к земле, может определить, как далеко находятся его противники. Он слышит вибрацию земли, вызванную копытами лошадей. Подобным образом мы производим и воспринимаем звуки, совершая и принимая колебания молекул воздуха.

В физике звук — это вибрация. Эта вибрация распространяется как механическая волна (также акустическая волна) в среде. Такой средой является, например, воздух. Но вы, вероятно, также слышали звуки под водой или сквозь стены. Звуковые волны в воздухе возникают из-за колебаний давления и плотности.

Рис. 1. Человек издает звуковые волны

Что такое звук (звуковая волна)?

Какое-то событие, например, произнесение слов, заставляет воздух вибрировать. Затем это возбуждение распространяется в виде волнового движения. Помимо воздуха, возбуждаться могут и другие упругие среды, например, вода.

Итак, звук — это колебательное двuжение частиц упругой среды, которое распространяется от источника звука в виде волн в различных средах.

Можно дать и другое определение:

Звук — это механическая волна, распространяющаяся в пространстве из-за изменения давления и плотности воздуха.

Необходимым условием распространения звуковых волн является наличие упругой среды. Если вокруг источника звука нет упругой среды, то звук распространяться не будет. Например, в вакууме механические волны не могут распространяться.

Скорость звука

Звуковая волна, как и любые другие механические волны , распространяется в пространстве не мгновенно, а с определённой скоростью. Скорость распространения звука в различных средах имеет различные значения.

Скорость звука в значительной степени зависит от среды, ее температуры и давления. В сухом воздухе при температуре 20 °C скорость звука составляет 1236 км/ч (343,2 м/с метров в секунду). В следующей таблице приведены некоторые справочные значения скорости звука в различных средах.

Среда	Скорость в м/с
Воздух	343
Водяной пар (при 100 °C)	477
Вода	1484
Вода (при 0 °C)	1407
Морская вода	1500

В нашей статье о скорости звука мы объяснили, как быстро распространяется звук в различных веществах. Здесь важную роль играют свойства твердых тел, жидкостей или газов.

Свойства и характеристики звука

Поскольку звук — это механическая волна, он также обладает свойствами волны, такими как частота и интенсивность. Однако среда, через которую она передается, также придает ей свои свойства.

Здесь мы рассмотрим общие свойства звука в воздухе. Как правило, их можно переносить и на другие газы и жидкости. Волны в воздухе или других газах также называются продольными волнами. Они колеблются в направлении распространения волны. Напротив, существуют поперечные волны, которые возникают, например, в некоторых твердых телах. Их колебания перпендикулярны направлению распространения.

Как возникает звук?

Звук создается источниками звука. Источник звука — это все, что заставляет воздух вибрировать. Таким источником звука может быть, например, бубен. Когда вы ударяете по бубну, вы деформируете его поверхность. Она имеет натяжение и ускоренно возвращается в исходное положение.

В общем случае, источниками звука являются тела, совершающие колебания с частотами звукового диапазона. Такие колебания совершают, например, голосовые связки человека. В результате мы слышим голоса людей. Если звук исходит от струнного музыкального инструмента, то источником звука служит колеблющаяся струна.

Частицы воздуха ускоряются, что приводит к изменению давления и плотности. Поскольку все пространство вокруг бубна заполнено воздухом, то это приводит к движению (распространению) атомов воздуха. Результирующая механическая волна достигает приемника звука, например, вашего слуха. Эта механическая волна является звуковой волной.

Как распространяется звук?

Звук распространяется, как уже указывалось в примере с бубном, через изменения давления и плотности. При ударе воздух сжимается в одной точке. Это увеличивает давление в этой области. Плотность увеличивается именно в этой точке, но уменьшается вокруг нее.

Но поскольку нет стенок, удерживающих сжатый воздух вместе, сжатые частицы снова отталкиваются друг от друга. При этом они сталкиваются с соседними атомами воздуха, которые заняли место атомов сжатого воздуха, и таким образом снова сталкивают их в другом месте. Это изменение давления воздуха и называется волной. Затем она передается на приемник.

Рис. 2. Распространение звуковой волны после стимуляции вилочным камертоном. Происходит сжатие и разрежение воздуха, что, в свою очередь, приводит к волновому движению до приемника.

Частота.

Как и любая волна, звуковые волны также имеют частоту. С его помощью вы разделяете звуковой спектр на различные категории.

Инфразвук. Это низкочастотный звук, который уже не воспринимается человеческим ухом. 1 ГГц .

В таблице 2 ниже приведены примеры верхних границ частот механических колебаний, воспринимаемых органам и чувств некоторых живых организмов.

Живые организмы	Верхняя граница частот, кГц
Чайки	8
Человек в возрасте 20 лет	20
Человек в возрасте 50 лет	12
Дети	22
Собаки	60
Кошки	100
Бабочки	160
Дельфины	200

Рис. 2. Примеры верхних границ частот механических колебаний, воспринимаемых органами чувств некоторых живых организмов

Интенсивность и уровень звука.

В разговорной речи уровень звука также означает громкость. Это относится к силе звука в определенном месте. Она физически измеряется как звуковое давление. Начиная от источника, уровень звука обычно уменьшается логарифмически. Для обозначения в математических формулах используется единица децибел (дБ).

Опыты показывают, что чем больше амплитуда колебаний ветвей камертона , тем громче звук. Постепенно звук ослабевает, так как свободные колебания ветвей камертона являются затухающими.

Интенсивность звука описывает мощность звука, проходящего через проницаемую для звуковой волны поверхность. Вы вычисляете это, измеряя, сколько звука проходит через самые маленькие участки этой поверхности, и интегрируя его по всей поверхности.

Различные типы звука

Как вы узнали в самом начале, звук делится на полезный и мешающий (не полезный). Это разделение можно уточнить, дополнительно вводя в качестве категорий тон, звон, шум и взрыв (удар).

Тон — это синусоидальное колебание, т.е. синусоидальный сигнал. Если вы, например, ударите по вилочному камертону, то получите один гармонический тон. Он показывает, является ли звук высоким, как у скрипки, или низким , как звук большого барабана. Физической величиной, характеризующей высоту тона, является частота колебаний звуковой волны. Звуку высокого тона соответствует большая частота колебаний. Отметим, что связь между высотой звука и частотой звуковой волны впервые установил Г. Галилей.

Рис. 3. Синусоидальный сигнал одного тона

Звон производит периодический, но несинусоидальный сигнал. Когда вы играете песню на гитаре, вы издаете такой звон.

Рис. 4. Периодический сигнал звона, например, при игре на гитаре

Шум — это непериодический и несинусоидальный сигнал. Например, шум создают машины и транспортные средства. Шумы создаются в результате накопления колебаний разных частот. Источниками шумов могут быть промышленные предприятия, бытовые приборы, различные машины. Шумы вредно влияют на здоровье человека и животных. Длительное воздействие шумов приводит к нарушению работы центральной нервной системы, вызывает головокружение, влияет на работу сердца.

Рис. 5. Сигнальная характеристика шума. Она не является ни периодической, ни синусоидальной.

В результате удара возникает сильный амплитудный максимум, который затем быстро затухает. Если вы выстрелите фейерверком в воздух или выстрелите из пистолета-пулемета, вы услышите такой удар.

Рис. 6. Сигнальная кривая взрыва (удара). Она имеет большую амплитуду в начале и быстро затухает.

Ухо здорового человека еще в утробе матери начинает улавливать и воспринимать самые разные звуки: разговор, музыку, стук и т.п. Так как различный звуковой шум окружает людей всю сознательную жизнь, мы редко задумываемся о том, что это за явление. Тем не менее, современная физика может подробнейшим образом ответить на этот вопрос, описать характеристики и свойства звука.

Что такое звук — определение в физике

Звуком называют механические колебания, распространяющиеся в окружающей среде и воспринимаемые органом слуха человека.

Раздел физики, который занимается изучением звуковых колебаний, называется акустикой.

Основные понятия явления

Звуковая волна — это поперечная волна, представляющая собой ряд чередующихся между собой разряженной и сжатой среды, которые имеют различную частоту. Звуковые волны возникают за счет колебаний, вызываемых и производимых вибрацией от любых тел.

Звуки могут возникать и распространяться в следующих видах упругой среды:

газообразной;
жидкой;
твердой.

Возникая в одной из перечисленных сред, звуковые колебания влекут за собой изменения этой среды:

плотности воздуха;
давления воздуха;
перемещение частиц воздуха и т.п.

Скорость звука находится в зависимости от двух условий:

В атмосфере при температуре равной 0 градусов, скорость звука равняется 331 м/с, при повышении температуры на 1 градус, скорость увеличивается на 1,7 м/с.

Звукопоглощением называется процесс преобразования одного вида энергии (звуковой или колебательной) в другую (тепловую).

Теория звука и акустики понятным языком

Рассмотрим чуть подробнее физическую природу явления. Все звуки, которые распространяются в воздухе, являются вибрациями звуковой волны.

Эти вибрации возникают за счет колебания объекта и расходятся от источника по всем направлениям. Распространяясь в пространстве, звуковая волна отражается от всех объектов, которые встречаются ей на пути, и создает изменения в окружающей среде. Когда эти изменения достигают органов слуха, они воздействуют на барабанную перепонку, нервные окончания в ухе подают сигналы в мозг, и человек воспринимает колебания как звук.

Какими характеристиками обладают звуковые волны

Звуковые волны, как и любой другой вид волн, обладают рядом волновых свойств.

Описание волны и её свойства

Простейшая форма описания звуковых колебаний — это синусоида.

Несмотря на то, что такой вид волн редко встречается в природе, любые звуки могут быть представлены комбинацией синусоидных волн.

Синусоида позволяет продемонстрировать основные физические критерии звука, которые называются специальными терминами:

Частотой называется физическая величина, которая характеризует количество колебаний в единицу времени (секунду) и измеряется в герцах (Гц). Ухо человека способно воспринимать звуковые сигналы в диапазоне от 20 Гц до 20 КГц. Звуки, которые находятся выше указанного диапазона называется ультразвуком, ниже – инфразвуком, для человеческих органов слуха они неуловимы.

Амплитуда или интенсивность звуковой волны — это сила звука, которую органы слуха воспринимают как громкость звукового сигнала. Для измерения громкости звука используются фонометры, единицами ее измерения являются децибелы.

Значение длины волны соответствует одной из следующих формул:

где \( \lambda\) — длина волны, \(V \) — скорость распространения звуковой волны, \(T\) — период колебания, v — частота колебания.

Такая величина, как фаза, нужна для того, чтобы описать свойства 2-х звуковых волн. Если два звуковых сигнала обладают одинаковой амплитудой и частотностью, говорят о том, что они находятся в фазе. Диапазон измерения фазы лежит в пределах от 0 до 360, где 0 означает, что две волны синхронны, т.е находятся в фазе, а 180 означает, что волны находятся в противофазе.

Что такое децибел

Децибелы — это единицы измерения уровня электрического напряжения или звукового давления. Бел назван в честь ученого-американца — слишком большая единица для измерения звука, именно поэтому на практике стали использовать децибел, который составляет всего 1/10 от бела.

Громкость звука измеряется в децибелах. Этот показатель определяется амплитудой сигнала: чем выше амплитуда звуковой волны, тем громче сигнал. Громкость человеческого слуха измеряется в фонах и обозначается Фон.

Не можете разобраться со сложной темой по физике? По другому предмету? Не отчаивайтесь и не переживайте! Обращайтесь за помощью к экспертам Феникс.Хелп.

Читайте также: