Аталышы: Үн булактарын түшүнүү: үлгү суроолор жана талкуу
Pendahuluan
Үн – аба, суу же катуу заттар сыяктуу чөйрө аркылуу тараган механикалык толкун. Бул кубулуш күнүмдүк жашоодо, адамдардын баарлашуусунан жана музыкадан ырахат алуудан баштап, сонар жана УЗИ сыяктуу технологиялык колдонмолорго чейин абдан маанилүү. Бул макалада биз үн булактарына байланыштуу ар кандай түшүнүктөрдү түшүнүүгө жардам бере турган мисал маселелер аркылуу изилдейбиз.
Үн булактарынын негизги түшүнүгү
Мисал маселелерине тереңирээк киришерден мурун, үн булактарынын негизги түшүнүгүн кыскача карап чыгалы. Үн объекттин термелүүсү менен пайда болот жана түшүнүү үчүн бир нече маанилүү мүнөздөмөлөр бар:
1. Жыштык: Үн булагы тарабынан секундасына пайда болгон термелүүлөрдүн саны, герц (Гц) менен өлчөнөт. Жыштык үндүн бийиктигин аныктайт.
2. Амплитуда: Үн булагынан келген термелүүлөрдүн чоңдугу. Амплитуда үндүн катуулугуна же жумшактыгына түздөн-түз байланыштуу.
3. Үн ылдамдыгы: Үндүн ылдамдыгы чөйрөгө жараша өзгөрөт. Мисалы, үн абага караганда сууда тезирээк тарайт.
4. Толкун узундугу: Үн толкунунун удаалаш эки чокусунун ортосундагы аралык.
Үн булагы боюнча суроолордун мисалы
Үн булактары түшүнүгүн жакшыраак түшүнүү үчүн бир нече мисал суроолорду талкуулайлы.
1-суроо: Үн булактары жана жыштыгы
Камертон вилка 440 Гц жыштыктагы үн чыгарат. Эгерде үндүн абадагы ылдамдыгы 340 м/с болсо, анда камертон чыгарган үндүн толкун узундугу канча?
Талкуу:
Толкун узундугун төмөнкү формула менен эсептесе болот:
\[ \lambda = \frac{v}{f} \]
Мында √(√√) толкун узундугу, √v√√ үн ылдамдыгы, ал эми √f√√ жыштыгы.
Бизде болгон маанилерди киргизиңиз:
\[ \lambda = \frac{340 \, \text{m/s}}{440 \, \text{Hz}} = 0.7727 \, \text{m} \]
Ошентип, чыгарылган үндүн толкун узундугу 0.7727 метрди түзөт.
2-суроо: Үндүн амплитудасы жана интенсивдүүлүгү
Эки окшош үн булагы ар бири 2 бирдик амплитудасы бар эки толкунду пайда кылат. Эгерде бул эки толкун бириктирилсе, пайда болушу мүмкүн болгон максималдуу амплитуда кандай болот?
Талкуу:
Бирдей амплитудага жана бирдей фазага ээ эки толкун бириктирилгенде, алынган максималдуу амплитуда алардын амплитудаларынын суммасына барабар. Ошентип:
Максималдуу амплитуда = 2 + 2 = 4 бирдик.
3-суроо: Доплер эффектиси
30 м/с ылдамдыкта бара жаткан тез жардам унаасы токтоп турган жөө жүргүнчүгө жакындап келет. Эгерде анын сиренасынын жыштыгы 700 Гц жана абадагы үн ылдамдыгы 340 м/с болсо, жөө жүргүнчү кандай жыштыктагы үндү угат?
Талкуу:
Угуучуга кайрылган булак үчүн Доплер эффектинин формуласын колдонуңуз:
\[ f' = f \left( \frac{v + v_o}{v – v_s} \right) \]
Бул жерде, \(f' \) - байкалган жыштык, \(v \) - абадагы үн ылдамдыгы, \(v_o \) - угуучунун ылдамдыгы (жөө жүргүнчү кыймылсыз тургандыктан 0 м/с) жана \(v_s \) - булактын (тез жардам унаасынын) ылдамдыгы.
\[ f' = 700 \, \text{Hz} \left( \frac{340 \, \text{m/s} + 0 \, \text{m/s}}{340 \, \text{m/s} – 30 \, \text{m/s}} \right) \]
\[ f' = 700 \, \text{Hz} \left( \frac{340}{310} \right) \]
\[ f' = 768.39 \, \text{Hz} \]
Ошентип, жөө адам уккан жыштык болжол менен 768.39 Гц.
4-суроо: Резонанс
Ачык резонанстык түтүктүн узундугу 0.85 метр. Эгерде үндүн абадагы ылдамдыгы 340 м/с болсо, анда бул резонанстын негизги жыштыгы канча?
Талкуу:
Ачык түтүк үчүн негизги жыштыкты төмөнкү формула менен эсептөөгө болот:
\[ f = \frac{v}{2L} \]
мында \(L \) - түтүктүн узундугу.
\[ f = \frac{340 \, \text{m/s}}{2 \times 0.85 \, \text{m}} \]
\[ f = 200 \, \text{Hz} \]
Ошентип, резонанстык түтүктүн негизги жыштыгы 200 Гц.
Корутунду
Үн булактарын жана жыштык, амплитуда, ылдамдык жана Допплер эффектиси сыяктуу байланыштуу кубулуштарды түшүнүү үн физикасында абдан маанилүү. Жогорудагы мисал маселелер бул түшүнүктөрдүн ар кандай кырдаалдарда кандайча колдонуларын көрсөтүп турат. Бул маселелерди изилдеп жана практика жүзүндө колдонуу менен, биз айланабызда үндүн кандайча иштээрин тереңирээк түшүнө алабыз. Үн жөнүндөгү билимиңизди бекемдөө үчүн ар кандай ресурстарды практика жүзүндө жана изилдөөнү улантыңыз.
