Девятый класс
  1. Механика  1.1. Движение  1.1.1. Виды движения  1.1.2. Расстояние и перемещение  1.1.3. Скорость и вектор скорости  1.1.4. Ускорение  1.1.5. Графическое представление движения  1.1.6. Уравнения движения  1.1.7. Равномерное и неравномерное движение  1.1.8. Свободное падение и ускорение свободного падения  1.1.9. Relative speed  1.1.10. Circular motion  1.2. Законы силы и движения  1.2.1. Понятие силы  1.2.2. Первый закон Ньютона  1.2.3. Newton's second law of motion  1.2.4. Третий закон Ньютона  1.2.5. Инерция и виды инерции  1.2.6. Motion  1.2.7. Conservation of momentum  1.2.8. Применение законов Ньютона в повседневной жизни  1.2.9. Types of Forces (Contact and Non-Contact)  1.2.10. Friction and its effects  1.3. Гравитационная сила  1.3.1. Закон всемирного тяготения Ньютона  1.3.2. Важность гравитационной силы  1.3.3. Ускорение из-за гравитации  1.3.4. Свободное падение и невесомость  1.3.5. Масса и вес  1.3.6. Изменение g с высотой и глубиной  1.3.7. Kepler's laws of planetary motion  1.3.8. Satellites and their orbits  1.4. Work, Energy and Power  1.4.1. Понятие работы  1.4.2. Положительные и отрицательные действия  1.4.3. Работа, совершаемая постоянной и переменной силой  1.4.4. Энергия и ее формы  1.4.5. Кинетическая и потенциальная энергия  1.4.6. Закон сохранения энергии  1.4.8. Коммерческая единица энергии  1.4.9. Теорема о работе и энергии  1.5. Простые механизмы  1.5.1. Types of simple machines  1.5.2. Механическое преимущество  1.5.3. Эффективность машин  1.5.4. Рычаги и их типы  1.5.5. Блоки и наклонные плоскости  1.5.6. Шестерни и их применение
  2. Свойства материи  2.1. Состояния материи  2.1.1. Solids, liquids and gases  2.1.2. Свойства различных состояний вещества  2.1.3. Изменение состояния вещества  2.1.4. Плазма и конденсат Бозе — Эйнштейна  2.2. Плотность и давление  2.2.1. Понятие плотности и относительной плотности  2.2.2. Давление в твердых телах, жидкостях и газах  2.2.3. Pascal's law and its applications  2.2.4. Атмосферное давление и его вариации  2.2.5. Surface tension and capillarity  2.3. Плавучесть и принцип Архимеда  2.3.1. Выталкивающая сила  2.3.2. Закон Архимеда  2.3.3. Применения принципа Архимеда  2.3.4. плавучие и тонущие объекты  2.3.5. Теория плавания и принцип Архимеда
  3. Теплота и термодинамика  3.1. Температура и тепло  3.1.1. Концепция тепла и температуры  3.1.2. Измерение температуры  3.1.3. Шкалы температуры  3.2. Heat transfer  3.2.1. Проводимость тепла  3.2.2. Конвекция тепла  3.2.3. тепловое излучение  3.2.4. Применения теплообмена  3.2.5. Теплопроводность  3.3. Thermal expansion  3.3.1. Расширение твердых тел, жидкостей и газов  3.3.2. Abnormal expansion of water  3.3.3. Применение теплового расширения  3.4. Удельная теплоемкость и скрытая теплота  3.4.1. Концепция удельной теплоемкости  3.4.2. Измерение и применение удельной теплоемкости  3.4.3. Latent heat of fusion and vaporization  3.4.4. Тепловые двигатели и эффективность
  4. Волны и звук  4.1. Waves and their types  4.1.1. Механические и электромагнитные волны  4.1.2. Продольные и поперечные волны  4.1.3. Свойства волн  4.1.4. Длина волны, частота и скорость волны  4.1.5. Наложение волн  4.2. Звуковые волны  4.2.1. Природа и передача звука  4.2.2. Скорость звука в различных средах  4.2.3. Отражение звука и эхо  4.2.4. Sonar and ultrasound  4.2.5. Резонанс и пульсация  4.3. Характеристики звука  4.3.1. Интенсивность, громкость и качество звука  4.3.2. Эффект Доплера в звуке
  5. Освещение и оптика  5.1. Отражение света  5.1.1. Законы отражения  5.1.2. Отражение от плоского зеркала  5.1.3. Отражение от сферического зеркала  5.1.4. Формирование изображения вогнутыми и выпуклыми зеркалами  5.1.5. Применения отражения  5.2. Преломление света  5.2.1. Законы преломления  5.2.2. Показатель преломления  5.2.3. Преломление через стеклянную плиту  5.2.4. Refraction in water and air  5.2.5. Lenses and their types  5.2.6. Image formation by convex and concave lenses  5.2.7. Total internal reflection and its applications  5.3. Дисперсия и рассеяние света  5.3.1. Спектр белого света  5.3.2. Prisms and Dispersion  5.3.3. Эффект Тиндаля и голубое небо
  6. Электричество и магнетизм  6.1. Электрический заряд и статическое электричество  6.1.1. Понятие электрического заряда  6.1.2. Зарядка трением, контактом и индукцией  6.1.3. Электроскоп и его работа  6.2. Current Electricity  6.2.1. Понятие электрического тока  6.2.2. Ohm's Law and Resistance  6.2.3. Факторы, влияющие на сопротивление  6.2.4. Последовательные и параллельные схемы  6.2.5. Тепловой эффект электрического тока  6.2.6. Электрическая мощность и энергия  6.3. Магнетизм  6.3.1. Естественные и искусственные магниты  6.3.2. Свойства магнитов  6.3.3. Earth's magnetism  6.3.4. Magnetic field and field lines  6.3.5. Электромагниты и их применение
  7. Современная физика  7.1. структура атома  7.1.1. Atomic Structure and Subatomic Particles  7.1.2. Электроны, протоны и нейтроны  7.1.3. Модель Резерфорда и Бора  7.2. Радиоактивность  7.2.1. Types of radioactive emissions  7.2.2. Период полураспада и радиоактивный распад  7.2.3. Использование и опасности радиации
  8. Space science and astronomy  8.1. Вселенная и ее компоненты  8.1.1. Звезды и галактики  8.1.2. Planets and Solar System  8.2. Спутники  8.2.1. Естественные и искусственные спутники  8.2.2. Использование спутников

Девятый класс → Волны и звук → Звуковые волны ↓


Резонанс и пульсация


Звуковые волны - это захватывающее явление физики, которое позволяет нам познавать мир через слух. В этом подробном объяснении мы углубимся в два интересных аспекта звука: резонанс и пульсацию. Разделяя эти концепции на более простые части и с примерами, вы получите всестороннее понимание того, как звук ведет себя в различных обстоятельствах.

Понимание звуковых волн

Чтобы понять резонанс и биения, мы должны сначала понять, что такое звуковые волны. Звук - это вид волн, который создается вибрирующими объектами и распространяется через среду, обычно воздух. Звуковые волны являются продольными волнами, что означает, что направление вибрации частиц в среде параллельно направлению распространения волны.

Концепция частоты

Частота, измеряемая в Герцах (Гц), - это количество волн, проходящих через точку за одну секунду. Это важный фактор, так как он определяет высоту звука. Высокочастотные звуки имеют высокий тон, а низкочастотные - низкий.

Что такое резонанс?

Резонанс возникает, когда объект вибрирует на своей естественной частоте из-за внешнего воздействия. Это может значительно усилить вибрацию. Например, когда вы раскачиваете кого-то на качелях, вы естественно подстраиваете свои толчки под естественную частоту качелей. Когда время выбрано правильно, даже небольшие толчки могут сделать амплитуду качелей выше. Это и есть резонанс.

Математически резонанс возникает, когда частота внешней силы совпадает с естественной частотой системы. Рассмотрим простую математическую зависимость:

    F_ext = F_nat
    F_ext = F_nat

Где F_ext - это внешняя частота, а F_nat - естественная частота.

Реальные примеры резонанса

  • Музыкальные инструменты: Струна гитары вибрирует при защипывании. Если другие струны настроены на ту же частоту, они также могут вибрировать.
  • Мосты: Солдатам часто велят нарушать шаг при движении через мост, чтобы предотвратить резонансные вибрации, которые могут дестабилизировать сооружение.
Мост Частотная волна

Пульсации в звуковых волнах

Биения возникают, когда две волны с немного разными частотами интерферируют друг с другом. Эта интерференция вызывает новый волновой паттерн, где амплитуда звука кажется колеблющейся или "бьющей". Эти биения можно услышать как изменения громкости звука.

Частота биений - это разница между частотами двух интерферирующих звуковых волн. Если частота волны 1 равна f 1 и частота волны 2 равна f 2, то частота биений f beat определяется как:

    f beat = |f 1 - f 2 |
    f beat = |f 1 - f 2 |

Пример биений

Представьте, что вы настраиваете музыкальный инструмент на слух. Если две ноты близки по частоте, вы услышите биение. Музыкант затем регулирует натяжение струн, пока биение не исчезнет, что указывает на гармонию двух нот.

Частота 1 Частота 2

Интерференция и принцип суперпозиции

Биения являются продуктом интерференции звуковых волн. Интерференция возникает, когда две волны встречаются и комбинируются. Принцип суперпозиции гласит, что в любой точке результирующее смещение волны является суммой смещений отдельных волн. Существует два основных типа интерференции:

  • Конструктивная интерференция: Это происходит, когда пики волн встречаются, вызывая увеличение амплитуды.
  • Деструктивная интерференция: Это происходит, когда пики и впадины встречаются, вызывая уменьшение амплитуды.

Применение биений

Биения - это не только интересное явление, они также имеют практическое применение. Например, биения используются для:

  • Настройка музыкальных инструментов: Музыканты используют биения для настройки своих инструментов на желаемые частоты.
  • Радиотехнологии: Биения помогают настроить радио, подстраиваясь точно на частоту станции.

Заключение

Резонанс и пульсация - это захватывающие аспекты звуковых волн, которые отражают сложную и прекрасную природу физики в повседневной жизни. Понимание этих концепций увеличивает наше понимание звука и его применения в различных областях. Исследуя резонанс и пульсацию, мы также поняли основные принципы, такие как частота, интерференция и важность волновых явлений в нашем мире.


Девятый класс → 4.2.5


U
username
0%
завершено в Девятый класс

← Предыдущий (4.2.4)
Sonar and ultrasound
Следующий (4.3) →
Характеристики звука

Комментарии 



Резонанс и пульсация

https://www.physicsflow.com/g9/4.2.5?pfal=ru