При вибрации какого-либо упругого тела, например, струны, в окружающем его пространстве возникают колебания, которые распространяются в пространстве, благодаря упругим свойствам среды. Эти колебания называются звуковыми волнами. Они распространяются от источника звука по всем направлениям (то есть, каждая отдельная волна представляет собой быстро расширяющуюся сферу повышенного или пониженного давления).
Если понимать слово «звук» как ощущение, то можно сказать что, звуковые волны улавливаются слуховым органом и вызывают в нем раздражение, которое передается по нервной системе в головной мозг, создавая ощущение звука. При этом некоторые диапазоны звука мы можем не слышать. Человек улавливает звук (слышит) только колебания с частотой от 16 Гц до 20 кГц (в иных источниках до 15кГц). Всё, что ниже 16Гц называют инфразвуком, а всё что выше 20кГц – ультразвуком.
В отдельном звуке человеческое восприятие выделяет четыре основных свойства – громкость, тембр, высота, и длительность.
Громкость звука определяется энергией колебательных движений, то есть амплитудой колебаний. Чем шире амплитуда колебаний, тем громче звук, и наоборот.
Высота звука определяется частотой колебаний вибрирующего тела. Чем чаще колебания, тем выше звук, и наоборот.
Тембр звука определяется формой звуковой волны и зависит от количества и силы призвуков.
Тембром называется качественная сторона звука, его окраска. Для определения особенностей тембра в музыкальной среде применяются слова из области ощущений, например, говорят: звук мягкий, резкий, густой, звенящий, певучий и т. п. Каждый инструмент или человеческий голос обладает характерным для него тембром, и даже один инструмент издавать звук различной окраски.
Различие тембров зависит от состава частичных тонов (натуральных призвуков или обертонов), которые присущи каждому источнику звука.
Длительность звука – это продолжительность колебаний источника звука. Если звучит струна, предоставленная собственной инерции, то длительность звучания пропорциональна амплитуде колебаний в начале звучания.
Инфразвук. Ультразвук. Резонанс и энергия.
Инфразвук.
Инфразвук представляет собой звуковые колебания с частотой ниже 25 Гц, которые уже не может воспринять человеческое ухо. Колебания в этом диапазоне вызываются, например, землетрясениями и распространяются в толще Земли. В воздухе инфразвуковые колебания распространяются при взрывах. Хотя ухо не воспринимает инфразвук, иногда можно ощутить волны давления, которые его сопровождают.
Ультразвук.
Ультразвук – это колебания с частотой выше 20 кГц – верхнего предела, доступного уху большинства людей. Ультразвук проходит через жидкие и твердые тела с меньшими потерями энергии, чем слышимый звук. Именно поэтому локационное оборудование работает в ультразвуковом диапазоне. Ультразвук также используется в медицине, поскольку, в отличие от рентгеновских лучей, его волны не оказывают вредного влияния на ткани. Специальное устройство, сканер, направляет волны на определенную часть тела, и они отражаются от исследуемого органа. Ультразвуковое эхо позволяет выявить трещины в сварных соединениях, в частности в трубопроводах.
Мощные ультразвуковые колебания дробят камни в почках на мелкие осколки, которые выносятся мочой. В ультразвуковых ваннах, наполненных водой, легко отмыть покрытое коркой грязи лабораторное оборудование.
Резонанс и энергия.
Если качели на детской площадке подталкивать, когда они будут в высшей точке, то амплитуда, с какой они раскачиваются, быстро возрастает. Увеличится и энергия колебаний. Тот же эффект можно обнаружить, попробовав петь в облицованной кафелем ванной. Энергия звуковых колебаний распространяется по помещению и почти целиком отражается от стен. Ноты определенной частоты будут звучать громче и дольше, чем другие. Это объясняется тем, что звучащие громко ноты совпадают по частоте с резонансной частотой воздуха в ванной комнате, т. е. тело, колеблющееся с определенной частотой, может вызывать колебания другого тела, которому свойственна эта частота.
В случае с качелями толкающий их человек становится возбуждающей силой системы. В примере с ванной возбуждающей силой является голос. В обоих случаях амплитуда и энергия колебаний быстро возрастают, когда частота возбуждающей силы совпадает с их собственной частотой. Резонанс может приносить вред (известны случаи обрушения мостов) и пользу (например, в радиотехнике).
Известно, что температура проводника повышается при прохождении через него тока. В качестве таких проводников выступают различные металлы или их расплавы, полуметаллы или полупроводники, а также электролиты и плазма. Например, при пропускании через проволоку из нихрома электрического тока происходит ее сильное нагревание. Данное явление используют в приборах нагрева, а именно: в электрических чайниках, кипятильниках, обогревателях и т.п. Электродуговая сварка отличается самой большой температурой, а именно нагрев электродуги может достигать до 7 000 градусов по Цельсию. При такой температуре достигается легкое расплавление металла.
Количество выделяемой теплоты напрямую зависит от того, какое напряжение было приложено к данному участку, а также от электротока и времени его прохождения по цепи.
Для расчета объемов выделяемой теплоты используется или напряжение, или сила тока. При этом необходимо знание показателя сопротивления в электроцепи, поскольку именно оно провоцирует нагрев из-за ограничения тока. Также количество тепла можно определить при тока и напряжения.
Химическое явление
Химическое действие электротока заключается в электролизе ионов в электролите. Анод при электролизе присоединяет к себе анионы, катод – катионы.
Иными словами, во время электролиза на электродах источника тока происходит выделение определенных веществ.
Приведем пример: в кислотный, щелочной или же солевой раствор опускаются два электрода. После пропускается по электроцепи ток, что провоцирует создание положительного заряда на одном из электродов, на другом – отрицательного. Ионы, которые находятся в растворе, откладываются на электроде с иным зарядом.
Химическое действие электротока применяется в промышленности. Так, используя данное явление, осуществляют разложение воды на кислород и водород. Кроме того, при электролиза получают металлы в их чистом виде, а также осуществляют гальваническое покрытие поверхности.
Магнитное явление
Электрический ток в проводнике любого агрегатного состояния создает магнитное поле. Иными словами, проводник при электрическом токе наделяется магнитными свойствами.
Таким образом, если к проводнику, в котором протекает электроток, приблизить магнитную стрелку компаса, то та начнет поворачиваться и займет к проводнику перпендикулярное положение. Если же на сердечник из железа намотать данный проводник и пропустить сквозь него постоянный ток, то данный сердечник примет свойства электромагнита.
Природа магнитного поля всегда заключается в наличии электрического тока. Объясним: движущиеся заряды (заряженные частицы) образуют магнитное поле. При этом токи противоположного направления отталкиваются, а одинакового направления – притягиваются. Данное взаимодействие обосновано магнитным и механическим взаимодействием магнитных полей электротоков. Выходит, что магнитное взаимодействие токов первостепенно.
Магнитное действие применяется в трансформаторах и электромагнитах.
Световое явление
Самый простой пример светового действия – лампа накаливания. В данном источнике света спираль достигает нужной температурной величины посредством проходящего сквозь нее тока до состояния белого каления. Тем самым и излучается свет. В традиционной лампочке накаливания всего лишь пять процентов всей электроэнергии расходуется на свет, остальная же львиная доля преобразуется в тепло.
Более современные аналоги, например, люминесцентные лампы наиболее эффективно преобразуют электроэнергию в свет. То есть, около двадцати процентов всей энергии лежит в основе света. Люминофор принимает УФ-излучение, идущее от разряда, что возникает в ртутных парах или в инертных газах.
Самая эффективная реализация светового действия тока происходит в светодиодных источниках света. Электрический ток, проходя через pn-переход, провоцирует рекомбинацию носителей заряда с излучением фотонов. Лучшими led излучателями света являются прямозонные полупроводники. Изменяя состав данных полупроводников, возможно создание светодиодов для различных световых волн (разной длины и диапазона). Коэффициент полезного действия светодиода достигает 50 процентов.
Механическое явление
Напомним, что вокруг проводника с электрическим током возникает магнитное поле. Все магнитные действия преобразуются в движение. Примером служат электрические двигатели, магнитные подъемные установки, реле и др.
В 1820 году Андре Мари Ампер вывел известный всем «Закон Ампера», который как раз описывает механическое действие одного электротока на другой.
Данный закон гласит, что параллельные проводники с электрическим током одинакового направления испытывают притяжение друг другу, а противоположного направления, наоборот, отталкивание.
Также закон ампера определяет величину силы, с которой магнитное поле воздействует на небольшой отрезок проводника с электротоком. Именно данная сила лежит в основе функционирования электрического двигателя.
При вибрации какого-либо упругого тела, например, струны, в окружающем его пространстве возникают колебания, которые распространяются в пространстве, благодаря упругим свойствам среды. Эти колебания называются звуковыми волнами. Они распространяются от источника звука по всем направлениям (то есть, каждая отдельная волна представляет собой быстро расширяющуюся сферу повышенного или пониженного давления).
Если понимать слово «звук» как ощущение, то можно сказать что, звуковые волны улавливаются слуховым органом и вызывают в нем раздражение, которое передается по нервной системе в головной мозг, создавая ощущение звука. При этом некоторые диапазоны звука мы можем не слышать. Человек улавливает звук (слышит) только колебания с частотой от 16 Гц до 20 кГц (в иных источниках до 15кГц). Всё, что ниже 16Гц называют инфразвуком, а всё что выше 20кГц – ультразвуком.
В отдельном звуке человеческое восприятие выделяет четыре основных свойства – громкость, тембр, высота, и длительность.
Громкость звука определяется энергией колебательных движений, то есть амплитудой колебаний. Чем шире амплитуда колебаний, тем громче звук, и наоборот.
Высота звука определяется частотой колебаний вибрирующего тела. Чем чаще колебания, тем выше звук, и наоборот.
Тембр звука определяется формой звуковой волны и зависит от количества и силы призвуков.
Тембром называется качественная сторона звука, его окраска. Для определения особенностей тембра в музыкальной среде применяются слова из области ощущений, например, говорят: звук мягкий, резкий, густой, звенящий, певучий и т. п. Каждый инструмент или человеческий голос обладает характерным для него тембром, и даже один инструмент издавать звук различной окраски.
Различие тембров зависит от состава частичных тонов (натуральных призвуков или обертонов), которые присущи каждому источнику звука.
Длительность звука – это продолжительность колебаний источника звука. Если звучит струна, предоставленная собственной инерции, то длительность звучания пропорциональна амплитуде колебаний в начале звучания.
Инфразвук. Ультразвук. Резонанс и энергия.
Инфразвук.
Инфразвук представляет собой звуковые колебания с частотой ниже 25 Гц, которые уже не может воспринять человеческое ухо. Колебания в этом диапазоне вызываются, например, землетрясениями и распространяются в толще Земли. В воздухе инфразвуковые колебания распространяются при взрывах. Хотя ухо не воспринимает инфразвук, иногда можно ощутить волны давления, которые его сопровождают.
Ультразвук.
Ультразвук – это колебания с частотой выше 20 кГц – верхнего предела, доступного уху большинства людей. Ультразвук проходит через жидкие и твердые тела с меньшими потерями энергии, чем слышимый звук. Именно поэтому локационное оборудование работает в ультразвуковом диапазоне. Ультразвук также используется в медицине, поскольку, в отличие от рентгеновских лучей, его волны не оказывают вредного влияния на ткани. Специальное устройство, сканер, направляет волны на определенную часть тела, и они отражаются от исследуемого органа. Ультразвуковое эхо позволяет выявить трещины в сварных соединениях, в частности в трубопроводах.
Мощные ультразвуковые колебания дробят камни в почках на мелкие осколки, которые выносятся мочой. В ультразвуковых ваннах, наполненных водой, легко отмыть покрытое коркой грязи лабораторное оборудование.
Резонанс и энергия.
Если качели на детской площадке подталкивать, когда они будут в высшей точке, то амплитуда, с какой они раскачиваются, быстро возрастает. Увеличится и энергия колебаний. Тот же эффект можно обнаружить, попробовав петь в облицованной кафелем ванной. Энергия звуковых колебаний распространяется по помещению и почти целиком отражается от стен. Ноты определенной частоты будут звучать громче и дольше, чем другие. Это объясняется тем, что звучащие громко ноты совпадают по частоте с резонансной частотой воздуха в ванной комнате, т. е. тело, колеблющееся с определенной частотой, может вызывать колебания другого тела, которому свойственна эта частота.
В случае с качелями толкающий их человек становится возбуждающей силой системы. В примере с ванной возбуждающей силой является голос. В обоих случаях амплитуда и энергия колебаний быстро возрастают, когда частота возбуждающей силы совпадает с их собственной частотой. Резонанс может приносить вред (известны случаи обрушения мостов) и пользу (например, в радиотехнике).
Известно, что температура проводника повышается при прохождении через него тока. В качестве таких проводников выступают различные металлы или их расплавы, полуметаллы или полупроводники, а также электролиты и плазма. Например, при пропускании через проволоку из нихрома электрического тока происходит ее сильное нагревание. Данное явление используют в приборах нагрева, а именно: в электрических чайниках, кипятильниках, обогревателях и т.п. Электродуговая сварка отличается самой большой температурой, а именно нагрев электродуги может достигать до 7 000 градусов по Цельсию. При такой температуре достигается легкое расплавление металла.
Количество выделяемой теплоты напрямую зависит от того, какое напряжение было приложено к данному участку, а также от электротока и времени его прохождения по цепи.
Для расчета объемов выделяемой теплоты используется или напряжение, или сила тока. При этом необходимо знание показателя сопротивления в электроцепи, поскольку именно оно провоцирует нагрев из-за ограничения тока. Также количество тепла можно определить при тока и напряжения.
Химическое явление
Химическое действие электротока заключается в электролизе ионов в электролите. Анод при электролизе присоединяет к себе анионы, катод – катионы.
Иными словами, во время электролиза на электродах источника тока происходит выделение определенных веществ.
Приведем пример: в кислотный, щелочной или же солевой раствор опускаются два электрода. После пропускается по электроцепи ток, что провоцирует создание положительного заряда на одном из электродов, на другом – отрицательного. Ионы, которые находятся в растворе, откладываются на электроде с иным зарядом.
Химическое действие электротока применяется в промышленности. Так, используя данное явление, осуществляют разложение воды на кислород и водород. Кроме того, при электролиза получают металлы в их чистом виде, а также осуществляют гальваническое покрытие поверхности.
Магнитное явление
Электрический ток в проводнике любого агрегатного состояния создает магнитное поле. Иными словами, проводник при электрическом токе наделяется магнитными свойствами.
Таким образом, если к проводнику, в котором протекает электроток, приблизить магнитную стрелку компаса, то та начнет поворачиваться и займет к проводнику перпендикулярное положение. Если же на сердечник из железа намотать данный проводник и пропустить сквозь него постоянный ток, то данный сердечник примет свойства электромагнита.
Природа магнитного поля всегда заключается в наличии электрического тока. Объясним: движущиеся заряды (заряженные частицы) образуют магнитное поле. При этом токи противоположного направления отталкиваются, а одинакового направления – притягиваются. Данное взаимодействие обосновано магнитным и механическим взаимодействием магнитных полей электротоков. Выходит, что магнитное взаимодействие токов первостепенно.
Магнитное действие применяется в трансформаторах и электромагнитах.
Световое явление
Самый простой пример светового действия – лампа накаливания. В данном источнике света спираль достигает нужной температурной величины посредством проходящего сквозь нее тока до состояния белого каления. Тем самым и излучается свет. В традиционной лампочке накаливания всего лишь пять процентов всей электроэнергии расходуется на свет, остальная же львиная доля преобразуется в тепло.
Более современные аналоги, например, люминесцентные лампы наиболее эффективно преобразуют электроэнергию в свет. То есть, около двадцати процентов всей энергии лежит в основе света. Люминофор принимает УФ-излучение, идущее от разряда, что возникает в ртутных парах или в инертных газах.
Самая эффективная реализация светового действия тока происходит в светодиодных источниках света. Электрический ток, проходя через pn-переход, провоцирует рекомбинацию носителей заряда с излучением фотонов. Лучшими led излучателями света являются прямозонные полупроводники. Изменяя состав данных полупроводников, возможно создание светодиодов для различных световых волн (разной длины и диапазона). Коэффициент полезного действия светодиода достигает 50 процентов.
Механическое явление
Напомним, что вокруг проводника с электрическим током возникает магнитное поле. Все магнитные действия преобразуются в движение. Примером служат электрические двигатели, магнитные подъемные установки, реле и др.
В 1820 году Андре Мари Ампер вывел известный всем «Закон Ампера», который как раз описывает механическое действие одного электротока на другой.
Данный закон гласит, что параллельные проводники с электрическим током одинакового направления испытывают притяжение друг другу, а противоположного направления, наоборот, отталкивание.
Также закон ампера определяет величину силы, с которой магнитное поле воздействует на небольшой отрезок проводника с электротоком. Именно данная сила лежит в основе функционирования электрического двигателя.
Объяснение: