3) Интенсивность звуковой волны
Где S – площадь поверхности;
– энергия звуковой волны;
t – время.
Субъективные:
1) Громкость (зависит от амплитуды колебаний), измеряется в дБ (децибелах).
а) громкий звук
б) тихий звук
Человеческое ухо воспринимает звуки:
от I=10-12 Вт/м2 – порог слышимости
до I=1 Вт/м2 – болевой порог.
Громкость не является прямо пропорциональной величиной интенсивности. Чтобы получить звук в 2 раза громче, надо увеличить интенсивность в 10 раз. Волна, имеющая интенсивность
I=10-12 Вт/м2, звучит в 4 раза громче, чем волна интенсивность I=10-4 Вт/м2.
Из – за этого соотношение между объективным ощущением громкости и интенсивностью звука используют логарифмическую шкалу.
Единицей этой шкалы является бел (Б) или децибел (дБ) называемая в честь физика Генриха Бела.
Уровень громкости выражается в белах:
,
Где I0=10-12 Вт/м2 - порог слышимости.
Если I=10-10
Вт/м2,
то
Примеры громкости звука различных источников:
1. Тиканье ручных часов – 10 дБ;
2. Шепот, шелест листьев – 20 дБ;
3. спокойная тихая беседа – 30 – 40 дБ –
санитарная норма;
4. Речь – от 60 до 100 дБ;
5. Отбойный молоток – 110 дБ;
6. Рок-концерт – 120 дБ – болевой порог
=> шумовая болезнь: высокое
артериальное давление крови, нервная
возбудимость, тугоухость, быстрая
утомляемость, бессонница.
2) Высота (зависит от частоты)
а) высокий тон
б) низкий тон
Примеры высоты звука различных источников:
1. Писк комара – 500 – 600 Гц;
2. Жужжание шмеля – 220 Гц;
3. Воспроизведение человеческой речи в телефоне – от 300 до 20000 Гц;
4. Колебания голосовых связок певцов – от 80 (бас) до 1400 Гц (колоратурное
сопрано).
3) Тембр звука – это звуковые колебания разных наборов частот и амплитуд.
Тембр позволяет различать два звука одинаковой высоты и громкости, издаваемый различными инструментами, он зависит от спектрального состава.
Электромагнитные волны
С
уществование
электромагнитных волн было теоретически
предсказано великим английским физиком
Дж. Максвеллом в 1864 году. Максвелл
проанализировал все известные к тому
времени законы электродинамики и сделал
попытку применить их к изменяющимся во
времени электрическому и магнитному
полям. Он обратил внимание на ассиметрию
взаимосвязи между электрическими и
магнитными явлениями. Максвелл ввел в
физику понятие вихревого
электрического поля
и предложил новую трактовку закона
электромагнитной
индукции,
открытой Фарадеем в 1831 г.:
Закон электромагнитной
индукции в трактовке Максвелла:
Всякое изменение магнитного поля порождает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле, силовые линии которого замкнуты.
Рис. иллюстрируют взаимное превращение электрического и магнитного полей.
Максвелл высказал гипотезу о существовании и обратного процесса:
Г
ипотеза
Максвелла.
Изменяющееся во времени электрическое поле порождает в окружающем пространстве магнитное поле.
Электромагнитное поле – особая форма материи – совокупность переменных электрических и магнитных полей.
Переменные электрическое и магнитное поля существуют одновременно и образуют единое электромагнитное поле.
1
)
2)
3
)
Электромагнитная волна излучается колеблющимся зарядом: при его ускоренном движении проявляется свойство инертности – электромагнитное поле как бы "отрывается" от заряда и распространяется виде электромагнитной волны с конечной скоростью.
Электромагнитная волна - это изменяющееся во времени и распространяющееся в пространстве (вакууме) электромагнитное поле со скоростью с=3·108 м/с;
Распространяющиеся в пространстве электромагнитные колебания.
Синусоидальная (гармоническая)
Из теории Максвелла вытекает ряд важных выводов: