Ìwé Fisiksi lórí Ìgbì Ohùn
Pendahuluan
Ìgbì ohùn jẹ́ ohun tó ń ṣẹlẹ̀ sí ìgbésí ayé ojoojúmọ́. Ohùn máa ń jẹ́ kí àwọn ènìyàn lè bá ara wọn sọ̀rọ̀ nípasẹ̀ ìjíròrò, gbádùn orin, kí wọ́n sì lo àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ bíi tẹlifóònù, sonar, àti àwọn ẹ̀rọ ultrasonic nínú ẹ̀ka ìtọ́jú ìlera. Ní ti ara, ohùn jẹ́ ìgbì onímọ̀-ẹ̀rọ tó nílò ohun èlò láti tàn káàkiri, láìdàbí àwọn ìgbì onímọ́-ẹ̀rọ bíi ìmọ́lẹ̀, tó lè tàn káàkiri nínú afẹ́fẹ́. Lílóye ìgbì ohùn ní nínú bí a ṣe ń ṣẹ̀dá ohùn, bí ó ṣe ń tàn káàkiri, àwọn kókó tó ń nípa lórí iyára rẹ̀, àti àwọn ànímọ́ tó ń pinnu ìró ohùn àti agbára rẹ̀. Ìwé yìí ṣàlàyé àwọn kókó pàtàkì nípa ìgbì ohùn, àwọn ìṣètò pàtàkì, àti díẹ̀ lára àwọn ohun tí wọ́n ń lò.
Ìpìlẹ̀ Ìrònú Àwọn Ìgbì Ohùn
Àwọn ìgbì ohùn jẹ́ ìgbì oníṣẹ́-ọnà gígùn. Wọ́n ń pè wọ́n ní oníṣẹ́-ọnà nítorí wọ́n nílò afẹ́fẹ́ (afẹ́fẹ́, omi, tàbí ohun líle), a sì ń pè wọ́n ní oníṣẹ́-ọnà gígùn nítorí pé ìtọ́sọ́nà ìgbì àwọn èròjà oníṣẹ́-ọnà náà jọ ìtọ́sọ́nà ìgbì ìgbì. Nígbà tí orísun ohùn bá mì—fún àpẹẹrẹ, fọ́ọ̀kì tí ń tún nǹkan ṣe tàbí àwọ̀ ohùn—àwọn ìgbì náà máa ń fa ìfúnpọ̀ àti àìtó nǹkan nínú àwọn ohun èlò tí ó yí i ká. Àpẹẹrẹ ìfúnpọ̀ àti àìtó nǹkan yìí máa ń tàn ká gẹ́gẹ́ bí ìgbì ohùn.
Ohùn ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìwọ̀n pàtàkì, títí bí ìgbà tí a bá ń sọ̀rọ̀, ìgbà tí a bá ń sọ̀rọ̀, ìwọ̀n gígùn àti iyára. Ìgbà tí a bá ń sọ̀rọ̀ (f) fi hàn pé iye ìgbọ̀nsẹ̀ fún ìṣẹ́jú-àáyá kan wà nínú hertz (Hz). Àkókò (T) ni àkókò ìgbọ̀nsẹ̀ kan, nítorí náà ìbáṣepọ̀ tó tẹ̀lé yìí wúlò:
f = 1/T.
Gígùn ìgbì (λ) ni ijinna laarin awọn titẹ sii itẹlera meji tabi awọn imugboroosi itẹlera meji, lakoko ti iyara ìgbì (v) ba idogba igbi gbogbogbo mu:
v = λ f.
Ìgbékalẹ̀ yìí fihàn pé fún ohun kan pàtó, a lè kà iyára ìtànkálẹ̀ sí ohun tí ó dúró ṣinṣin (lábẹ́ àwọn ipò kan), nítorí náà, ìwọ̀n ìgbì náà jẹ́ èyí tí ó dọ́gba pẹ̀lú ìgbóhùnsáfẹ́fẹ́ náà.
Iyara Ohun ati Awọn Okunfa ti o ni ipa lori rẹ
Iyara ohun da lori awọn abuda ti alabọde naa. Ni gbogbogbo, ohun n rin ni iyara julọ ninu awọn ohun lile, lẹhinna ninu awọn olomi, ati ni iyara julọ ninu awọn gaasi. Eyi ni ibatan si iwuwo ati rirọ ti alabọde naa. Awọn ohun lile ni rirọ giga, eyiti o jẹ ki awọn gbigbọn naa wa ni iyara diẹ sii.
Nínú afẹ́fẹ́ ní 0°C, iyára ìró jẹ́ nǹkan bí 331 m/s. Iyára ìró nínú afẹ́fẹ́ máa ń pọ̀ sí i bí iyára ìgbóná ṣe ń pọ̀ sí i, èyí tí a sábà máa ń fi àgbékalẹ̀ náà ṣe àfihàn:
v ≈ 331 + 0,6T
pẹ̀lú T nínú °C. Èyí túmọ̀ sí wípé ní 20°C iyàrá ìró jẹ́ nǹkan bí 331 + 0,6(20) = 343 m/s. Àwọn nǹkan mìíràn bíi ọriniinitutu tún ní ipa lórí iyàrá ìró nítorí wọ́n ń yí ìwúwo afẹ́fẹ́ padà. Afẹ́fẹ́ ọ̀rinrin púpọ̀ máa ń mú iyàrá ìró pọ̀ sí i díẹ̀ ní ìfiwéra pẹ̀lú afẹ́fẹ́ gbígbẹ.
Awọn ipele kikankikan ati kikankikan ohun
Ìgbóná ohùn (I) ni agbára ìgbì ohùn tí ó wọ inú agbègbè kan fún ìṣẹ́jú-àáyá kan, tí a wọ̀n ní watts fún mítà onígun mẹ́rin (W/m²). Ìgbóná ohùn ló ń pinnu bí ohùn kan ṣe ń dún tó. Bí ìjìnnà sí orísun ohùn ṣe ń pọ̀ sí i, agbára náà máa ń dínkù nítorí pé agbára náà ń tàn káàkiri agbègbè tí ó tóbi jù. Fún orísun ojú kan tí ó ń jáde ní ìbámu, agbára náà jẹ́ ìdọ́gba pẹ̀lú onígun mẹ́rin ti ìjìnnà náà:
I ∝ 1/r².
Ní ìṣe, a sábà máa ń lo ìpele agbára ohùn (β) nínú decibels (dB) nítorí pé etí ènìyàn máa ń dáhùn sí ohùn lọ́nà tí ó yàtọ̀ síra. Àgbékalẹ̀ náà ni:
β = 10 log(I/I₀)
pẹ̀lú I₀ = 10⁻¹² W/m² gẹ́gẹ́ bí ìwọ̀n ìgbọ́ran ènìyàn. Àwọn ohùn pẹ̀lú β ti nǹkan bí 0 dB ni ìwọ̀n ìgbọ́ran, nígbà tí àwọn ohùn tí ó ju 120 dB lọ lè fa ìrora tàbí ìbàjẹ́ ìgbọ́ran. Ìwọ̀n yìí ń ran lọ́wọ́ láti wọn ìwọ̀n ariwo àyíká, fún àpẹẹrẹ lórí àwọn ọ̀nà tàbí ní àwọn ilé iṣẹ́.
Igbohunsafẹfẹ, Pípè, ati Timbre
Ìwọ̀n ìgbì ohùn ní í ṣe pẹ̀lú bí a ṣe ń rí ìró ohùn. Àwọn ìró ohùn gíga ní ìró ohùn gíga, nígbà tí àwọn ìró ohùn kékeré ní ìró ohùn kékeré. Ìwọ̀n ìgbọ́ran ènìyàn sábà máa ń wà láàárín 20 Hz sí 20.000 Hz. Àwọn ìró ohùn tí ó wà ní ìsàlẹ̀ 20 Hz ni a ń pè ní infrasonic, nígbà tí àwọn tí ó wà ní ìró ohùn tí ó ju 20 kHz lọ ni a ń pè ní ultrasonic.
Yàtọ̀ sí ìró ohùn, dídára ohùn tàbí ìró ohùn tún wà tí ó ń ya àwọn ohun èlò orin sọ́tọ̀, kódà àwọn tí wọ́n ní ìró ohùn kan náà. Ìrísí ìró ohùn náà ní ipa lórí ìró ohùn náà, èyí tí ó jẹ́ ìlọ́po méjì ìró ohùn tí ó ń jáde láti inú àwọn ìgbì omi dídíjú. Fún àpẹẹrẹ, dùùrù àti gítà tí ń lu ohùn "A" (440 Hz) ṣì ń dún yàtọ̀ síra nítorí àwọn ìró ohùn tí ó yàtọ̀ síra.
Àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ tó wáyé nínú ìgbì ohùn
Àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ pàtàkì kan nínú ìgbì ohùn ni àtúnyẹ̀wò, àtúnyẹ̀wò, ìyípadà, ìdènà, àti àtúnyẹ̀wò.
1. Àtúnṣe ohùn (ìró ohùn àti ìró ohùn)
Ìṣàfihàn ohùn máa ń wáyé nígbà tí ìgbì ohùn bá kan ojú ilẹ̀ líle kan. Tí a bá gbọ́ ohùn tí ó farahàn kedere lẹ́yìn ìró àkọ́kọ́, a máa ń pè é ní ìró ohùn. Tí ìṣàfihàn bá farahàn, tí ó sì ń mú kí ìró náà gùn sí i, a máa ń pè é ní ìró ohùn.
2. Ìyípadà ohùn
Ìfàmọ́ra máa ń wáyé nígbà tí ohùn bá ń rìn gba àárín kan tí ó ní ìyàtọ̀ nínú ìwọ̀n otútù tàbí ìwọ̀n, tí ó sì ń yí iyára rẹ̀ padà. Fún àpẹẹrẹ, ní alẹ́, afẹ́fẹ́ tí ó wà nítòsí ilẹ̀ máa ń tutù, èyí tí ó ń jẹ́ kí ohùn rìn jìnnà sí i lábẹ́ àwọn ipò kan.
3. Ìyàtọ̀
Ìyàtọ̀ ni títẹ̀ àwọn ìgbì omi bí wọ́n ṣe ń kọjá láàárín àwọn àlàfo tàbí etí àwọn ìdènà. Ohùn lè yípadà nítorí pé ìwọ̀n ìgbì rẹ̀ gùn díẹ̀. Ìdí nìyí tí a fi lè gbọ́ ohùn kódà nígbà tí orísun rẹ̀ bá wà lẹ́yìn ògiri tàbí ilẹ̀kùn.
4. Ìdènà
Ìdènà ni àpapọ̀ ìgbì méjì tí ó ń yọrí sí ìlọsókè (ìgbékalẹ̀) tàbí ìdínkù (ìparun). A lè lo ìdènà ohùn nínú ìmọ̀-ẹ̀rọ ìfagilé ariwo nípa ṣíṣe àwọn ìgbì tí kò bá ìpele mu.
5. Ìdáhùn
Ìró ohùn máa ń wáyé nígbà tí ètò kan bá mì tìtì gidigidi ní ìró ohùn kan pàtó tí ó jọra tàbí tí ó sún mọ́ ìró ohùn rẹ̀. Àpẹẹrẹ ìró ohùn ni àwọn ohun èlò orin bíi fèrè, gítà, àti àwọn ohun èlò orin páìpù, níbi tí ọ̀wọ́n afẹ́fẹ́ tí ń dún jáde ti ń mú ohùn tí ó ga jù jáde.
Ohun elo Igbi Ohun
Àwọn ìgbì ohùn ni a lò fún ìmọ̀-ẹ̀rọ àti ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì. Nínú ìṣègùn, a máa ń lo ìgbì ultrasonic nínú ultrasounds (ultrasounds) láti ṣe àyẹ̀wò ọmọ inú tàbí àwọn ẹ̀yà ara inú láìsí iṣẹ́-abẹ. Nínú ìmọ̀ nípa lílọ kiri àti nípa ọkọ̀ ojú omi, sonar ń lo àfihàn ìgbì ohùn láti wọn ìjìnlẹ̀ òkun tàbí láti ṣàwárí àwọn ohun tí ó wà lábẹ́ omi. Nínú iṣẹ́, a máa ń lo ultrasonics láti ṣàwárí àwọn ìfọ́ nínú àwọn ohun èlò (ìdánwò tí kò ní parun) àti láti fọ àwọn ohun kékeré mọ́ nípa lílo ìgbọ̀nwọ́ gíga.
Nínú ìbánisọ̀rọ̀, àwọn gbohùngbohùn máa ń yí ìgbì ohùn padà sí àwọn àmì iná mànàmáná, nígbà tí àwọn agbọ́hùnsọ máa ń yí àwọn àmì iná mànàmáná padà sí àwọn ìgbì ohùn. Nígbà tí a bá ń kọ́ ohùn, a máa ń lo ìmọ̀ nípa ìṣàfihàn ohùn àti ìfàmọ́ra láti ṣe àwọn gbọ̀ngàn orin kíkọ orin láti lè ní ohùn tó dára àti láti dín ìró ohùn tó pọ̀ jù kù.
Ipari
Àwọn ìgbì ohùn jẹ́ àwọn ìgbì oníṣẹ́-ọnà gígùn tí ó nílò ohun èlò láti tàn kálẹ̀. A lè ṣàlàyé àwọn ànímọ́ ohun nípasẹ̀ àwọn ìwọ̀n ara bíi ìgbóná, ìgbì omi, iyàrá, àti agbára. Irú àárín àti iwọ̀n otútù ni ó ní ipa lórí iyàrá ohùn, nígbà tí ìmọ̀lára ariwo ní í ṣe pẹ̀lú agbára àti ìpele agbára nínú decibels. Àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ bí ìṣàfihàn, ìdènà, ìyípadà, àti ìṣàfihàn ń mú kí ìkẹ́kọ̀ọ́ àwọn ìgbì ohùn pọ̀ sí i, wọ́n sì ń ṣètìlẹ́yìn fún onírúurú ìlò nínú ìmọ̀-ẹ̀rọ, ìṣègùn, ilé-iṣẹ́, àti ìbánisọ̀rọ̀. Nípa òye èrò àwọn ìgbì ohùn, a lè ṣàlàyé onírúurú ìṣẹ̀lẹ̀ acoustic tí ó yí wa ká, kí a sì lo ohùn lọ́nà tí ó dára jù àti láìléwu.
-
Tí o bá fẹ́, mo lè fi ìṣètò ìwé pípé kún un (àkótán, ìgbékalẹ̀ ìṣòro, àwọn ète, àtúnyẹ̀wò ìmọ̀, ìjíròrò, ìparí, àti ìwé àkọsílẹ̀) kí n sì ṣe àtúnṣe rẹ̀ fún ìpele ilé-ẹ̀kọ́ gíga tàbí kọ́lẹ́ẹ̀jì.
