Geräusche spielen eine wichtige Rolle in unserem Leben. Das Ohr als eines unserer Sinnesorgane gibt uns die Fähigkeit, die Welt um uns herum zu hören. Ton ist unerlässlich, um Informationen auszutauschen, Kunst zu schaffen, mit Menschen zu interagieren, Arbeitspläne zu regeln und viele andere unzählige Aspekte des Lebens.
Lassen Sie uns verstehen:
Nehmen Sie ein Gummiband und legen Sie es um die längere Seite der Stiftebox. Stecken Sie zwei Stifte zwischen die Schachtel und das gespannte Gummi. Zupfen Sie nun das Gummiband irgendwo in der Mitte. Was beobachten Sie?
Wenn ein straff gespanntes Band gezupft wird, vibriert es und erzeugt Töne . Wenn es aufhört zu vibrieren, erzeugt es keinen Ton. Die Hin- und Herbewegung oder Hin- und Herbewegung eines Körpers nennt man Schwingung.
Beim Menschen wird der Ton vom Kehlkopf oder Kehlkopf erzeugt . Legen Sie Ihre Finger auf den Hals und finden Sie eine harte Beule, die sich zu bewegen scheint, wenn Sie schlucken. Dieser Teil des Körpers ist als Kehlkopf bekannt. Zwei Stimmbänder sind so über den Kehlkopf gespannt, dass zwischen ihnen ein schmaler Schlitz für den Luftdurchgang bleibt. Wenn die Lunge Luft durch den Schlitz drückt, vibrieren die Stimmbänder und erzeugen Geräusche. An den Stimmbändern befestigte Muskeln können die Stimmbänder fest oder locker machen.
Warum sind die Stimmen von Männern, Frauen und Kindern unterschiedlich?
Das liegt daran, dass die Stimmbänder bei Männern etwa 20 mm lang sind. Bei Frauen sind diese etwa 5 mm kürzer. Kinder haben sehr kurze Stimmbänder.
Wir hören Geräusche durch unsere Ohren. Die Form des äußeren Teils des Ohrs ist wie ein Trichter. Wenn Schall in unsere Ohren eintritt, wandert er durch einen Kanal, an dessen Ende sich eine dünne, straff gespannte Membran befindet, die als Trommelfell bezeichnet wird. Schallschwingungen bringen das Trommelfell zum Schwingen. Das Trommelfell sendet Vibrationen an das Innenohr, das das Signal an das Gehirn sendet, und so hören wir.
Schall braucht zu seiner Ausbreitung ein Medium. Es kann nicht im Vakuum reisen. Aus diesem Grund können sich zwei Astronauten im Weltraum oder auf dem Mond, wo es keine Atmosphäre gibt, nicht hören. Schall kann sich in Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen ausbreiten. Seine Geschwindigkeit ist mehr in festen, weniger in Flüssigkeiten und noch weniger in Gasen. Beispielsweise beträgt die Schallgeschwindigkeit in Eisen fast 5000 m/s, in Wasser fast 1500 m/s und in Luft fast 330 m/s. Was bedeutet das? Es impliziert, dass je näher die Teilchen liegen, desto schneller kann sich der Schall ausbreiten.
Mal sehen, wie sich Schall in einem Medium ausbreitet.
Stellen Sie sich vor, Sie hören Musik über einen Lautsprecher. Wie erreicht der Ton aus dem Lautsprecher Ihr Ohr? Ein Ton ist eine Form von Energie, die Material benötigt, um sich fortzubewegen. Schall breitet sich als Welle oder Störung von Luftpartikeln aus. Wenn die Musik abgespielt wird, vibriert der Lautsprecher. Wenn die Musik ausgeschaltet ist, sind Luftschichten stationär, aber wenn der Lautsprecher eingeschaltet ist, stören Vibrationen diese Luftschichten. Die Partikel wandern nicht vom vibrierenden Objekt zum Ohr. Ein mit dem schwingenden Objekt in Kontakt stehendes Partikel des Mediums wird zunächst aus seiner Gleichgewichtslage verschoben. Es übt dann eine Kraft auf das benachbarte Teilchen aus. Dadurch wird das benachbarte Teilchen aus seiner Ruhelage verschoben. Nach dem Verdrängen des benachbarten Partikels kehrt das erste Partikel in seine ursprüngliche Position zurück. Dieser Prozess setzt sich im Medium fort, bis der Ton Ihr Ohr erreicht. Dies geschieht während der Ausbreitung von Schall in einem Medium, daher kann Schall als Welle visualisiert werden.
Wenn sich ein vibrierendes Objekt vorwärts bewegt, drückt und komprimiert es die Luft vor sich, wodurch ein Bereich mit hohem Druck entsteht. Dieser Bereich wird Kompression (C) genannt. Diese Kompression beginnt sich von dem vibrierenden Objekt wegzubewegen. Wenn sich das vibrierende Objekt rückwärts bewegt, erzeugt es einen Bereich mit niedrigem Druck, der Verdünnung (R) genannt wird. Wenn sich das Objekt schnell hin und her bewegt, entsteht eine Reihe von Kompressionen und Verdünnungen in der Luft. Diese erzeugen die Schallwelle, die sich durch das Medium ausbreitet. Kompression ist der Bereich mit hohem Druck und Verdünnung ist der Bereich mit niedrigem Druck. Der Druck hängt mit der Anzahl der Teilchen eines Mediums in einem bestimmten Volumen zusammen. Eine vollständige Hin- und Herbewegung bildet eine Kompression und eine Verdünnung, die zusammen eine Welle bilden. Diese Welle, bei der die Teilchen des Mediums um ihre mittlere Position in Ausbreitungsrichtung des Schalls schwingen, wird Longitudinalwelle genannt.
Einige Begriffe im Zusammenhang mit Welle:
1) Amplitude: Die maximale Verschiebung des Teilchens eines Mediums zu beiden Seiten seiner mittleren Position wird als Amplitude einer Welle bezeichnet. Es wird mit dem Buchstaben a bezeichnet und seine SI-Einheit ist Meter.
2) Zeitspanne: Die Zeit, die ein Teilchen des Mediums benötigt, um die Schwingung abzuschließen, wird als Zeitspanne der Welle bezeichnet. Es wird mit dem Buchstaben T bezeichnet und seine SI-Einheit ist die Sekunde.
3) Frequenz: Die Anzahl der Schwingungen, die ein Teilchen des Mediums in einer Sekunde ausführt, wird als Frequenz der Welle bezeichnet. Sie wird mit dem Buchstaben f bezeichnet und ihre SI-Einheit ist Sekunde -1 oder Hertz (Hz).
In der Zeit T ist die Wellenzahl = 1, also in 1 Sekunde Wellenzahl oder Frequenz
\(f = \frac{1}{T}\)
4) Wellenlänge: Die von der Welle in einer Schwingungsperiode des Teilchens des Mediums zurückgelegte Strecke wird als Wellenlänge bezeichnet und mit dem Symbol λ bezeichnet. Seine SI-Einheit ist Meter. Bei einer Longitudinalwelle ist der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kompressionen oder zwei aufeinanderfolgenden Verdünnungen gleich einer Wellenlänge.
Geräusche mit Frequenzen von weniger als etwa 20 Schwingungen pro Sekunde (20 Hz) können vom menschlichen Ohr nicht wahrgenommen werden. Solche Geräusche werden als unhörbar bezeichnet. Auf der höheren Seite sind Geräusche mit Frequenzen über etwa 20.000 Schwingungen pro Sekunde (20 kHz) für das menschliche Ohr ebenfalls nicht hörbar. Für das menschliche Ohr liegt der Bereich der hörbaren Frequenzen also ungefähr zwischen 20 und 20.000 Hz. Einige Tiere wie Hunde können Geräusche mit Frequenzen über 20.000 Hz hören.
Lassen Sie uns unser eigenes Schnurtelefon erstellen.
Benötigtes Material: 2 Pappbecher, ein Stück Schnur um 2 Fuß, Nagel, um ein Loch in die Pappbecher zu machen
1. Verwenden Sie einen Nagel, um ein kleines Loch in den Boden jedes Pappbechers zu bohren
2. Ziehen Sie die Schnur durch die Tasse und machen Sie einen Knoten. Verwenden Sie ein langes Stück Schnur, um dem Schall zu helfen, weiter zu wandern
3. Eine Person kann das Telefon an ihr Ohr halten und die andere Person kann in die andere Tasse sprechen. Halten Sie die Saite straff oder die Schallwellen werden sich nicht richtig ausbreiten.
Wie funktioniert es?
Schallwellen entstehen, wenn Geräusche Schwingungen in der Luft erzeugen. Bei dieser Aktivität vibriert Ihre Stimme die Luft in der Tasse, die dann auf den Boden der Tasse übertragen wird. Der Boden des Bechers leitet die Schallwellen zur Saite und so weiter zum anderen Becher.
