Mění se zvuková frekvence se středním: Proč ne

Rychlost zvuku ve vzduchu je 330 m/s, zatímco ve vodě je za typických podmínek 1480 m/s. Ale mění se frekvence zvuku s médiem? Pojďme diskutovat podrobně.

Frekvence zvuku zůstává stejná, ale vlnová délka a rychlost se mění v různých médiích. Frekvence závisí pouze na zdroji zvukové vlny, zatímco rychlost a vlnová délka jsou parametry, které se mění při průchodu různými médii, protože závisí na médiu, ve kterém se vlna pohybuje.

Přečtěte si více o 21+ Frekvence vlny Příklad: Podrobné vysvětlení

Proč se frekvence v různých médiích nemění?

Zvukové vlny spadá do kategorie podélných vln a vyžaduje materiální prostředí pro šíření. 

Počet vln procházejících pevným bodem média za sekundu nebo počet vibrací částice v médiu, když se vlna pohybuje, je její frekvence. Když částice v médiu vibruje určitou frekvencí, její sousední částice také začne vibrovat se stejnou frekvencí. Frekvence je nezávislá na médiu, zatímco rychlost zvukových vln závisí na elasticitě a hustotě média. 

v=√E/ρ

Frekvence zvukové vlny se mění pouze při změně zdroje vlny a je nezávislá na tuhosti hmotného prostředí.

To je proč; rychlost zvuku se liší v pevných látkách a kapalinách. 

Víme, v = fλ

Kde, v je rychlost, f je frekvence, λ je vlnová délka zvukové vlny.

Rychlost a vlnová délka zvukových vln se mění tak, aby frekvence zůstala konstantní. Zvukové vlny pohybující se vysokou rychlostí by tedy měly velké vlnové délky, takže frekvence se nemění.

mění se frekvence zvuku s médiem
Mění se frekvence zvuku s médiem

Několik případů/příkladů na Mění se frekvence zvuku s médiem

Náš mozek vnímá frekvenci zvukových vln jako výšku tónu. Takže změna výšky zvuku je ekvivalentní změně jeho frekvence. Zde je několik příkladů analyzujících, zda se frekvence zvuku mění s médiem:

Frekvence zvuku z jakéhokoli hudebního nástroje

Frekvence zvuku produkovaného hudebním nástrojem se nemění s médiem, protože závisí pouze na jeho zdroji.

mění se frekvence zvuku s médiem
Zvuková frekvence z kytary
Obrazový kredit: Pixabay

Například frekvence zvuku produkovaného kytarou se nemění, protože se šíří různými médii. Jeho frekvence se mění pouze tehdy, když hudebník změní noty. Struny kytary jsou zdrojem frekvence hudebního zvuku produkovaného kytarou. Změnu frekvence posluchači vnímají jako změnu výšky tónu.

Cvrlikání ptáků

Zdrojem frekvence zvuku produkovaného cvrlikáním ptáků je jejich hlasivka. Kdykoli se změní vibrace vokálních akordů, frekvence se změní, ale nemění se s médiem.

Zvuk produkovaný zvoněním zvonů

Abychom to vysvětlili hruběji, předpokládejme, že zvonek vibruje 4krát za sekundu. To znamená, že frekvence je 4 Hz. Okolní molekuly vzduchu začnou vibrovat se stejnou frekvencí a přenášejí se na sousední molekuly. Žádný jiný prostředek nemůže změnit frekvenci vibrací ani při změně média.

Přečtěte si více o příkladech 4+ difrakce zvuku: Podrobné informace a fakta

Često postavljana pitanja: Mění se frekvence zvuku se středním

Je zvuková vlna příčná nebo podélná? Vysvětlete každý z nich.

Zvuk vlna je příkladem podélného vlna.

Podélná vlna může být popsána jako druh vlny, kde vibrace částic v médiu jsou ve směru šíření vlny. Naopak vlna, kdy vibrace částic v médiu je kolmá ke směru šíření vlny, je definována jako vlna příčná.

15278413843 492b15d5e6 w 2
Londitudinální a příčná vlna
Obrazové kredity: Flickr

Světelná vlna, elektromagnetické záření, je an příklad pro příčnou vlnu kde vibrace elektrického pole, vibrace magnetického pole a směr šíření jsou vzájemně kolmé na sebe.

Co je to Dopplerův efekt ve zvucích?

Dopplerův jev ve zvukových vlnách je zjevná změna frekvence zvuku, jak ji vnímá pozorovatel, když se zdroj nebo pozorovatel nebo oba přiblíží nebo od sebe oddálí.

Jednoduchá demonstrace Dopplerova jevu je, když se objekt produkující zvuk pohybuje směrem k nám, frekvence zvuku se zvyšuje nebo slyšíme zvuk s vysokým tónem. A když se zdroj od nás vzdaluje, frekvence zvuku se snižuje nebo slyšíme zvuk s nízkou výškou. 

Nejčastěji pozorovaným příkladem, který demonstruje tento efekt, je změna výšky zvuku slyšeného ze sanitky, když se rychleji pohybuje se sirénou. Když se k nám sanitka přiblíží, slyšíme vysoký zvuk a když se vzdálí, je slyšet nízký zvuk.

Dopplerlkm efekt
Dopplerův jev ve zvukových vlnách
Kredity obrázků: Wikimedia Commons

Vzorec pro zjištění pozorované frekvence zvuku v Dopplerově jevu je dán vztahem

f'=f (v' v0)/(v' vs)

Kde f' je pozorovaná frekvence

f je skutečná frekvence

v je rychlost zvukových vln

v0 je rychlost pozorovatele

vs je rychlost zdroje

V závislosti na tom, zda se zdroj a pozorovatel přibližují nebo vzdalují, a na rychlosti zdroje a pozorovatele se výše uvedený vzorec bude v různých situacích mírně lišit. Existují čtyři různé případy:

  1. Když se zdroj přiblíží k pozorovateli, který je v klidu

Protože je pozorovatel v klidu, v0 = 0. Rovnice se tedy stává

f'=f (v/vvs)

  • Když se zdroj vzdálí pozorovateli, který je v klidu

Zde, v0=0 a směr rychlosti zdroje je opačný, tedy záporný.

Takže f'=fv/v-(-vs)

  • Když se pozorovatel přiblíží ke stacionárnímu zdroji

Zde vs= 0. Rovnice se stává

f'=f{v+v0/proti}

  • Když se pozorovatel vzdaluje od stacionárního zdroje

Zde, protože se pozorovatel vzdaluje, je směr opačný

f'=f {vv0/proti}

Také čtení: