Как определить длину звуковой волны
- Звуковые волны: природа и измерение
- Частота звука и диапазон восприятия
- Связь между длиной волны и частотой
- Измерение длины звуковой волны
- Измерение частоты звука
Звуковые волны: природа и измерение
Звуковые волны настолько привычны, что люди редко задумываются об их природе, о том, почему вообще возможно восприятие звука. Между тем, звуковые волны подчиняются определенным законам – в частности, имеют такой параметр, как длина. Чтобы определить длину звуковой волны, следует провести достаточно несложные вычисления.
Частота звука и диапазон восприятия
Еще в школе люди знакомятся с таким понятием, как частота звука. Человеческое ухо способно воспринимать звуковые колебания в диапазоне от 16 до 20000 герц, поэтому именно на этот диапазон, в частности, ориентируются производители звукозаписывающей аппаратуры. Измерять частоту звука в герцах и килогерцах привычно, но что означает длина волны?
Связь между длиной волны и частотой
Длина волны равна отношению ее скорости к частоте. При этом надо учитывать, что скорость распространения звука в разных средах – воздухе, воде, камне и т.д. неодинакова. Чем плотнее среда, тем выше скорость распространения. Если в воздухе при нормальном давлении и температуре 15°С скорость звука равна 340 метров в секунду, то в воде она может составлять до полутора километров в секунду. Точное значение зависит от солености воды и ее температуры.
Измерение длины звуковой волны
Из приведенного выше соотношения видно, что для определения длины звуковой волны обязательно надо знать ее частоту. Например, звуковая волна имеет частоту 200 Гц. Какой длине соответствует это значение? Если звук распространяется в воздухе, его скорость равна 340 м/с. Значит, для определения длины волны надо 340 разделить на 200, результат равен 1,7 метра. А какой частоте соответствует длина волны 10 метров? В этом случае необходимо скорость звука разделить на длину волны, получается частота 34 герца. Такую частоту человеческое ухо еще способно воспринимать.
Измерение частоты звука
На практике наиболее сложной задачей оказывается определение частоты звука, для этого используются специальные приборы – частотомеры. В самом простом случае к прибору подключается микрофон, со шкалы снимаются показания. Если звук записан на носитель, возможно использование специальных компьютерных программ. Наконец, существует очень старый способ измерения частоты с помощью камертона. У такого камертона есть движущаяся перекладина и шкала, показания снимают в момент наибольшей вибрации усов прибора. Вибрация говорит о возникновении резонанса вследствие совпадения частот звуковой волны и камертона.
