Розділи закони збереження: 5.1. ВИДИ МЕХАНІЧНИХ КОЛИВАНЬ 5.2. МАТЕМАТИЧНИЙ І ПРУЖИННИЙ МАЯТНИКИ 5.3. МЕХАНІЧНІ ХВИЛІ 5.4. ЗВУКОВІ ХВИЛІ

5.4. ЗВУКОВІ ХВИЛІ

Звукові (акустичні) хвилі — це механічні хвилі з частотами від 20 Гц до 20 кГц.

Звук поширюється в середовищі зі скінченною швидкістю, яка залежить від температури, густини, складу та інших характеристик середовища.

Так, у рідинах звук поширюється швидше, ніж у газах, і повільніше, ніж у твердих тілах. Швидкість поширення звуку зазвичай збільшується зі збільшенням температури середовища (так, у повітрі за температури 0 °С швидкість поширення звуку дорівнює приблизно 330 м/с, а за температури 20 °С — 340 м/с). До того ж чим менша маса молекул середовища, тим швидше поширюється звук.

Звукові хвилі не поширюються у вакуумі. Під час поширення звуку не відбувається перенесення речовини, але відбувається перенесення енергії.

Акустичний резонанс – це явище різкого зростання амплітуди звукового сигналу в разі наближення частоти сигналу-збудника до частоти власних коливань системи.

Інфразвук (від латин, infra — нижче, під) – механічні хвилі, частота яких менша від 20 Гц.

Інфразвукові хвилі виникають під час штормів, землетрусів, цунамі, вивержень вулканів, унаслідок ударів об берег морських хвиль. Деякі істоти здатні сприймати інфразвукові хвилі. Джерелом інфразвуку можуть бути і об’єкти, створені людиною: турбіни, двигуни внутрішнього згоряння тощо. У містах найбільший рівень інфразвуку біля автомагістралей. Інфразвук є дуже небезпечним для тварин і людини: він може викликати симптоми морської хвороби, запаморочення, засліплення, спричинити підвищену агресивність. У разі тривалої дії інтенсивне інфразвукове випромінювання може призвести до зупинки серця. При цьому людина навіть не розуміє, що відбувається, адже вона не чує інфразвуку.

Механічні хвилі, частота яких перевищує 20 кГц, називають ультразвуковими хвилями (від латин, ultra — понад, за межами).

Ультразвук наявний у шумі вітру та водоспаду, у звуках, які видають деякі істоти. З’ясовано, що ультразвук до 100 кГц сприймають багато комах і гризунів; уловлюють його й собаки. Слабий ультразвук зазвичай використовують для ультразвукової локації. Так, кажани та дельфіни, випромінюючи ультразвук і сприймаючи його відлуння, можуть навіть у повній темряві знайти дорогу або спіймати здобич. Ультразвукове дослідження дозволяє «побачити» ще не народжене немовля, дослідити стан внутрішніх органів, виявити сторонні тіла в тканинах. Ультразвукову локацію застосовують також на морських суднах – для виявлення об’єктів у воді (сонари) і дослідження рельєфу морського дна (ехолоти), у металургії – для виявлення та встановлення розмірів дефектів у виробах (дефектоскопи).

Потужний ультразвук застосовують у техніці (обробка міцних матеріалів, зварювання, очищення поверхонь від забруднень); медицині (подрібнення каменів в організмі, що дозволяє уникнути хірургічних операцій).