Реферат по физике на тему: «Мир звука» (стр. 4 )

Ультразвуковые волны по своей природе такие же, как обычные звуковые волны, но не воспринимаются человеком как звук. Это объясняется тем, что частота колебаний в них больше, чем 20 000 Гц. Такие волны наблюдаются в природе. Есть даже такие живые существа, способные их испускать и принимать. Ультра­звуковые волны и притом большой мощности можно создавать с помощью электрических и магнитных методов. Главная особенность ультразвуковых волн состоит в том, что их можно сделать направленными, распространяющимися по определённому направлению от источника. Благодаря этому по отражению ультразвука можно не только найти расстояние, но и узнать, где находится тот предмет, который их отразил. Так можно, например, измерять глубину моря под кораблем.

Звуколокаторы позволяют обнаруживать и определять местоположение различных повреждений в изделиях, например пустоты, трещины, постороннего включения и др. В медицине ультразвук используют для обнаружения различных аномалий в теле больного - опухолей, искажений формы органов или их частей и т. д. Чем короче длина ультразвуковой волны, тем меньше размеры обнаруживаемых деталей. Ультразвук используется также для лечения некоторых болезней.

Применение ультразвуков и инфразвуков.

Ещё полстолетия назад неслышимый звук был мало кому известен; первые научные изыскания носили чисто академический характер. Однако практика поставила некоторые неотложные задачи и новые открытия наметили пути к их разрешению. Неслышимый звук получил многочисленные применения. Ещё сравнительно недавно никто не мог предположить, что звуком станут не только измерять глубину моря, но и сваривать металл, сверлить стекло и дубить кожи. в 1932 году обнаружил явление, которое он назвал "голосом моря". Взаимодействие сильного ветра и морских волн создаёт сильные инфразвуковые волны, которые распространяются со скоростью звука, т. е. значительно быстрее циклона. Они бегут по морским волнам, усиливаясь. Этот инфразвук может служить ранним предвестником бури, шторма или циклона.

Ультразвуковым волнам было найдено больше применения во многих областях человеческой деятельности: в промышленности, в медицине, в быту, ультразвук использовали для бурения нефтяных скважин и т. д. От искусственных источников можно получить ультразвук интенсивностью в несколько сотен Вт/см2.

Ультразвуковая обработка.

Ультразвуковые волны так же используют в станках для обработки хрупких и твёрдых материалов. Основа станка – преобразователь энергии высокочастотных колебаний электрического тока. Ток поступает на обмотку преобразователя от электронного генератора и превращается в энергию механических (ультразвуковых) колебаний той же частоты. К преобразователю присоединён специальный волновод, который, увеличивая амплитуду колебаний, передаёт их к инструменту такой формы, какой нужно получить отверстие. Инструмент прижимают к материалу, в котором надо получить отверстие, а к месту обработки подводят зёрна абразива размером меньше 100 мкм, смешанные с водой. Эти зёрна попадают между инструментом и материалом, и инструмент, как отбойный молоток, вбивает их в материал. Если материал хрупкий, то зёрна абразива откалывают от него микрочастицы размером 1-5 мкм. Но это не так мало! Частиц абразива под инструментом сотни и инструмент наносит более 20 000 ударов в одну секунду, поэтому процесс обработки проходит достаточно быстро, и отверстие диаметром 20 - 30 мм в стекле толщиной 10 - 15 мм можно сделать примерно за одну минуту.

Заключение.

«Мир звука младенца»

Мир полон звуков, причем для младенцев этот мир гораздо шире, чем для взрослых. Иногда этот мир звуков заполнен массой посторонних шумов, которые ставят перед малышом трудную задачу, - отличить единственный нужный звук матери или другого человека из всего окружающего шума, говорят ученые из Университета Вашингтона. "Дело в том, что младенцы слышат все частоты одновременно, причем так, что они могут отвечать на неожиданные звуки, подражая им", сообщает Линн Вернер, профессор речи и слуха в Университете Вашингтона, опубликовавшая свои результаты исследования в майском выпуске Журнала Акустического Общества Америки. Наверное, по этой причине, младенцы до года сначала издают звуки, похожие на писк и визг, которые исходят отовсюду, но в других диапазонах звука, не доступных для восприятия взрослому человеку. Эти звуки являются преобладающими в общем потоке звуковой информации, поэтому, ребенок именно им и подражает. По мере взросления, грань звукового восприятия сужается и тогда ребенок начинает подражать звукам взрослых, развивая речь.

В реальной жизни мы сопоставлены с массой разновидностей звуков. Так или иначе мозг взрослого человека собирает все звуки, которые мы слышим, и определяет, откуда они исходят, и затем сосредотачивается на тех, которые мы хотим слышать и к которым привыкли. Взрослые обычно слышат в узком диапазоне звука, в то время как младенцы, используют различный подход к звуковому восприятию информации. Они пока не имеют избирательной преимущественной сосредоточенности на звуках взрослых, и поэтому они не обращают постоянного внимания на какие-то отдельные объекты - источники звука, все время их меняя. "Они всегда, слушают широкополосный набор частот или даже все частоты одновременно", говорит Вернер. Усовершенствования звукового восприятия продолжаются до 10 летнего возраста, когда слух ребенка в среднем сопоставим слуху взрослому.

Чтобы далее понять, как слышат младенцы, Вернер изучила 73 младенцев в возрасте от 7 до 9 месяцев и 40 взрослых в возрасте от 18 до 30 лет. Все они имели нормальный слух. Они были подвергнуты индивидуально искусственным звуковым воздействиям машины, генерирующей звуковые колебания частот в диапазоне 1000 герц. Машина издавала звуки, подобные тоновому набору номера телефона или меняющиеся статически. Иногда тон или шум были сыграны в одном звуке, замаскированные помехами. Звуки были сыграны на различных уровнях громкости, чтобы понять, могли ли они быть обнаружены в этом случае и влияет ли уровень громкости на восприятие. Испытуемые слышали звуки через наушник, вставленный на правую ушную раковину. Компьютер беспорядочно производил четыре различных типа звуков. При этом младенцы были предварительно обучены отвечать, если они слышали звук. Младенцы были помещены на коленях матери, а оба они находились в звуконепроницаемой кабине, в которой также находился и помощник, задача которого состояла в поддержке внимания ребенка и развлечении его, управляя игрушками перед ним. Помощник и мать одевали наушники и слушали звуки маскировки, гарантируя тем самым, что они не могли слышать никаких звуков, представленных ребенку. Наблюдатель вне кабины, следил за реакцией ребенка на звуковые сигналы через окно на мониторе, транслирующем сигнал с видеокамеры. Младенцы вознаграждались за ответ на звуковой сигнал запуском механической игрушки. Обычно младенцы реагировали на звук изменением физической реакции. Также гарантией того, что они что-то слышали, являлись изменения в их мимике лица или резко обращенный взгляд на мать.

Взрослые проверялись подобным способом, сидя по одному в кабине. Им говорили, чтобы они поднимали руку, когда они слышали какой-то звук.

Вернер говорит, что "на младенцах среднего возраста лучше обнаруживаются шумы, чем тоновые звуки. Преимущество младенцев в восприятии звуков по сравнению со взрослыми было оценено в среднем в 15 децибел". Кроме того, Вернер заметил, что предварительное испытание психометрической функции у 11 младенцев показало, что степень обнаружения широкополосного шума не поддерживает идею, предложенную некоторыми учеными, по которой младенцы уделяют больше внимания широкополосному шуму, чем узкополосному.

"Если Вы - младенец, Вы слышите в широкополосном диапазоне звука, что было необходимо нашим древним первобытным предкам для выживания", говорит Вернер. "Но в современной западной культуре младенец находится в большом дискомфорте. Весь шум, которым мы подвергаем воздействию людей, делает наши собственные звуки трудными для восприятия младенцев. Практический урок от этого исследования состоит в том, что если Вы говорите с младенцем или читаете ему историю или сказку, посторонние помехи в виде пения птиц, включенного телевизора или радио, звуков машин с улицы или дребезжания дрели соседа, могут быть проблемой для восприятия того, что Вы ему читаете. Поэтому, Ваша задача - выключить все возможные источники звуков и оградить ребенка от других посторонних внешних шумов хорошей звукоизоляцией.

Используемая литература.

1. «Биология». - М.: Мир, 1968.

2. , , «Справочник по физике». - Киев: Наукова думка, 1986.

3. «Физика»: учеб. для 9 кл. сред. шк. - 3-е изд. - М.: Просвещение, 1994.

4. , «Справочник по элементарной физике», 10-е изд., М.: Наука, 1988.

5. «История физики». - М.: Мир, 1970.

6. «Неслышимый звук».

7. Пирс Дж. «Почти всё о волнах». - М.: Мир, 1976.

8. «Разговор муравьев». "Наука и жизнь", 1978, N0.1, стр. 141

9. «Энциклопедия»/ Сост. . 2-е изд., М.: Педагогика, 1987.