Билет №6

1. Вынужденными колебаниями называются такие, которые возникают в системе при участии внешней силы, изменяющейся по периодическому закону. Амплитуда вынужденных колебаний постоянна, а частота равна частоте внешней силы ω.

Частота внешней силы может быть любой по величине. Амплитуда вынужденных колебаний зависит от амплитуды внешней силы и ее частоты.

2. Эффектом Доплера называют изменение частоты волн, воспринимаемых наблюдателем (приемником волн), вследствие относительного движения источника волн и наблюдателя.

Эффект Доплера можно использовать для определения скорости движения тела в среде. Эффект Доплера используется для определения скорости кровотока, скорости движения клапанов и стенок сердца (доплеровская эхокардиография) и других органов.

Билет №9.

1. Звук – это колебания и волны, которые действуют на ухо человека и вызывают слуховое ощущение. Различают несколько видов звуков:

Простой тон – гармоническое колебание определенной частоты.

Сложный тон – колебание, которое является суммой нескольких гармонических колебаний.

Шум – сложный звук, он является суммой неповторяющихся во времени колебаний, среди которых невозможно выделить определенные частоты.

Удар – неповторяющиеся во времени колебания, которые происходят за очень малое время.

2. Энтропия, есть функция состояния системы, разность значений которой для двух состояний равна сумме приведенных количеств теплоты при обратимом переходе системы из одного состояния в другое.

Если система перешла от одного состояния к другому, то независимо от характера процесса – обратимый он или нет – изменение энтропии вычисляется по формуле: ∆S = S₂ – S₁ = ∫dQ/T. Если процесс происходит в изолированной системе, то в обратимом процессе энтропия не меняется, а необратимом – возрастает. Полное изменение энтропии системы положительно, следовательно, энтропия изолированной системы возрастает. Если бы в этой системе происходил самопроизвольный переход теплоты от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой, то энтропия системы при этом уменьшалась бы, а это противоречит. Таким образом, в изолированной системе не могут протекать такие процессы, которые приводят к уменьшению энтропии системы (второе начало термодинамики).

Билет №10.

1. Быстрота убывания амплитуды колебаний определяется коэффициентом затухания: чем больше β, тем сильнее тормозящее действие среды и тем быстрее уменьшается амплитуда.

На практике, степень затухания часто характеризуют логарифмическим декрементом затухания, понимая под этим величину, равную натуральному логарифму отношения двух последовательных амплитуд колебаний, разделенных интервалом времени, равным периоду колебаний, следовательно, коэффициент затухания и логарифмический декремент затухания связаны достаточно простой зависимостью: λ = βТ.

2. Характеристики слухового ощущения являются субъективными. Они связаны с объективными физическими характеристиками.

Высота тона определяется частотой звуковой волны. Чем больше частота, тем выше тон.

Тембр – звуковая окраска основного тона. Тембр определяется акустическим спектром. Основной тон – это звук минимальной частоты в акустическом спектре. Остальные тоны называют обертонами. Чем больше тонов в акустическом спектре, чем богаче тембр звука.

Громкость звука характеризует уровень слухового ощущения. Она зависит от интенсивности звука и частоты. Ухо воспринимает звуки в широком диапазоне интенсивностей от 10^—12 до 10² Вт/м². Порог болевого ощущения больше порога слышимости в 10¹⁴ раз. Между громкостью и интенсивностью звука нет прямой пропорциональности даже при одной и той же частоте колебаний. Уровень громкости данного звука при одной и той же частоте колебаний прямо пропорционален логарифму отношения его интенсивности к значению порога слышимости. Это есть психофизический закон Вебера – Фехнера Е = klgI/I₀. E – громкость звука. Единица измерения громкости = 1 фон. lgI/I₀ = L – уровень интенсивности. Единица измерения уровня интенсивности = 1 бел. 1 бел – это изменение уровня интенсивности, которое соответствует изменению интенсивности звука в 10 раз; 1 фон = 1 бел. При изменении интенсивности звука в 10 раз ощущение его громкости изменяется на 1 бел → при повышении интенсивности в 100 раз, соответственно ощущение его громкости изменяется на 10 бел.