Стоячі хвилі - коливання в резонаторі (струні, мембрані, камертоні і т.п.), що характеризуються чергуванням максимумів (пучностей) і мінімумів (вузлів) амплітуди. Виникають в результаті інтерференції двох хвиль, що біжать, амплітуда яких однакова, а напрямки поширення взаємно протилежні.
Пружні хвилі - механічні обурення (деформації), що поширюються в середовищі, що володіє пружністю. У рідинах і газах можуть утворюватися тільки поздовжні У.В. при яких середовище відчуває тільки деформацію стиску (розтягу) і частки середовища коливаються вздовж напрямку поширення волени. У твердих тілах виникають як поздовжні, так і поперечні У.В. При поперечних У.В. Середа відчуває деформацію зсуву, і частинки середовища коливаються в напрямках, перпендикулярних до напрямку поширення хвилі.
Пучность - це точки, в яких коливання відбуваються з максимальною амплітудою.
Вузли стоячій хвилі - це положення нерухомий точок стоячій хвилі, в яких амплітуда коливань дорівнює нулю.
звуковий хвиля мікрофон
Перш, ніж провести експерименти, для кращого розуміння властивостей звукової хвилі, вважаю за необхідне відповісти на наступні питання:
· Чому гудуть високовольтні дроти?
Це гуде повітря навколо них. Поблизу поверхні високовольтного проводу створюється сильне електричне поле. Присутні в повітрі вільні електрони, розігнавшись в цьому полі, вибивають з навколишніх молекул нові електрони, а ті - такі. Ця лавина електронів називається коронним розрядом. Він спалахує і гасне навколо дроти зі змінним струмом 100 раз в секунду - з частотою наростання і спаду напруги в силовій мережі. При кожному такому розряді повітря нагрівається і розширюється. Періодичне розширення і стиснення повітря породжує гудіння. А ще будь-які проводи можуть просто гудіти на вітрі, але в цьому випадку висота звуку залежить від швидкості вітру і діаметра проводів.
· Від чого залежить гучність звуку?
Гучність звуку залежить від амплітуди коливань: чим більше амплітуда коливань, тим голосніше звук.
Приклади рівня гучності різних звуків:
Шелест листя - 10 Дб
Голосна розмова - 70 Дб
Дзвінок будильника - 80 Дб
Рок-концерт - 120 Дб
Реактивний літак - 130 Дб
· Чому, з точки зору прихованого контролю звуку, застосування спрямованих мікрофонів утруднено?
Раніше спрямований мікрофон робився такий спосіб: на звичайний високочутливий мікрофон надягала труба (рупор), яка виконувала роль коллиматора. Ця труба прямувала на джерело звуку і відтинала звуки, що приходять з інших напрямків. Природно, таким мікрофоном важко користуватися приховано.
Сучасні спрямовані мікрофони працюють за принципом фазованих решіток - звук фіксується великою кількістю мікрофонів, і записується за допомогою АЦП в комп'ютер. Оскільки кожен з мікрофонів знаходиться від досліджуваного джерела на різних відстанях, то виникають тимчасові затримки в записуваних сигналах. Для кожного із записаних сигналів робиться розкладання в спектр за частотою. Для того, щоб позбутися від сторонніх звуків, в кожному з спектрів залишають тільки ту частину сигналу, яка фазово узгоджена з досліджуваним джерелом звуку. Залишилося тільки синтезувати сигнал. За допомогою звичайного комп'ютера і 24-розрядної АЦП можна в реальному часі здійснювати високонаправленную запис звуку з роздільною здатністю за амплітудою в 120 дБ. Труднощі прихованого запису полягають у тому, що спрямовані мікрофони ловлять звук, що надходить з певної точки: вам слід точно знати, де знаходиться голова досліджуваного суб'єкта - варто йому зрушити, як звук пропадає.