Ние възприемаме звуците на разстояние от техните източници. Обикновено звукът достига до нас по въздуха. Въздухът е еластична среда, която предава звука.

Ако средата за предаване на звук се премахне между източника и приемника, звукът няма да се разпространи и следователно приемникът няма да го възприеме. Нека демонстрираме това експериментално.

Нека поставим будилник под звънеца на въздушната помпа (фиг. 80). Докато има въздух в камбаната, звукът на камбаната може да се чуе ясно. Когато въздухът се изпомпва изпод камбаната, звукът постепенно отслабва и накрая става нечуваем. Без предавателна среда вибрациите на звънеца не могат да се разпространяват и звукът не достига до ухото ни. Да пуснем въздух под камбаната и да чуем отново звъна.

Ориз. 80. Експеримент, доказващ, че звукът не се разпространява в пространството, където няма материална среда

Еластичните вещества провеждат звуци добре, като метали, дърво, течности и газове.

Нека поставим джобен часовник в единия край на дървена дъска и да се преместим в другия край. Слагайки ухо на дъската, можете да чуете как часовникът тиктака.

Завържете връв към метална лъжица. Поставете края на връвта до ухото си. Когато ударите лъжицата, ще чуете силен звук. Още по-силен звук ще чуем, ако заменим струната с тел.

Меките и порести тела са лош проводник на звука. За да се предпази всяка стая от проникване на външни звуци, стените, подът и таванът са положени със слоеве от звукопоглъщащи материали. Като междинни слоеве се използват филц, пресован корк, порести камъни и различни синтетични материали (например полистиролова пяна), направени от разпенени полимери. Звукът в такива слоеве бързо избледнява.

Течностите провеждат звука добре. Рибите, например, добре чуват стъпки и гласове на брега, това е известно на опитни рибари.

И така, звукът се разпространява във всяка еластична среда - твърда, течна и газообразна, но не може да се разпространява в пространството, където няма вещество.

Трептенията на източника създават еластична вълна със звукова честота в неговата среда. Вълната, достигайки до ухото, въздейства на тъпанчето, като го кара да вибрира с честота, съответстваща на честотата на източника на звук. Вибрациите на тъпанчето се предават през осикуларната система до окончанията на слуховия нерв, дразнят ги и по този начин предизвикват усещането за звук.

Нека припомним, че в газове и течности могат да съществуват само надлъжни еластични вълни. Звукът във въздуха, например, се предава чрез надлъжни вълни, т.е. редуващи се кондензации и разреждания на въздуха, идващи от източника на звук.

Звуковата вълна, както всяка друга механична вълна, не се разпространява в пространството моментално, а с определена скорост. Можете да проверите това, например, като наблюдавате стрелба отдалеч. Първо виждаме огън и дим, а след малко чуваме звук от изстрел. Димът се появява едновременно с първата звукова вибрация. Чрез измерване на интервала от време t между момента, в който се появява звукът (моментът, в който се появява димът) и момента, в който той достигне до ухото, можем да определим скоростта на разпространение на звука:

Измерванията показват, че скоростта на звука във въздуха при 0 °C и нормално атмосферно налягане е 332 m/s.

Колкото по-висока е температурата, толкова по-висока е скоростта на звука в газовете. Например при 20 °C скоростта на звука във въздуха е 343 m/s, при 60 °C - 366 m/s, при 100 °C - 387 m/s. Това се обяснява с факта, че с повишаване на температурата еластичността на газовете се увеличава и колкото по-големи са еластичните сили, които възникват в средата по време на нейната деформация, толкова по-голяма е подвижността на частиците и толкова по-бързо се предават вибрациите от една точка в друга.

Скоростта на звука зависи и от свойствата на средата, в която се разпространява звукът. Например при 0 °C скоростта на звука във водорода е 1284 m/s, а във въглеродния диоксид - 259 m/s, тъй като водородните молекули са по-малко масивни и по-малко инертни.

В наши дни скоростта на звука може да бъде измерена във всяка среда.

Молекулите в течности и твърди вещества са по-близо една до друга и взаимодействат по-силно от молекулите на газа. Следователно скоростта на звука в течни и твърди среди е по-голяма, отколкото в газообразни среди.

Тъй като звукът е вълна, за да определите скоростта на звука, в допълнение към формулата V = s/t, можете да използвате формулите, които знаете: V = λ/T и V = vλ. При решаване на задачи скоростта на звука във въздуха обикновено се приема за 340 m/s.

Въпроси

1. Каква е целта на експеримента, изобразен на фигура 80? Опишете как се провежда този експеримент и какъв извод следва от него.
2. Може ли звукът да се разпространява в газове, течности и твърди вещества? Подкрепете отговорите си с примери.
3. Кои тела провеждат звука по-добре - еластични или порести? Дайте примери за еластични и порести тела.
4. Какъв вид вълна - надлъжна или напречна - се разпространява звукът във въздуха? във вода?
5. Дайте пример, който показва, че звуковата вълна не се разпространява мигновено, а с определена скорост.

Упражнение 30

1. Може ли звукът от огромна експлозия на Луната да се чуе на Земята? Обосновете отговора си.
2. Ако завържете половината от сапунерка към всеки край на конеца, тогава с помощта на такъв телефон можете дори да говорите шепнешком, докато сте в различни стаи. Обяснете явлението.
3. Определете скоростта на звука във вода, ако източник, който трепти с период от 0,002 s, възбужда вълни във вода с дължина 2,9 m.
4. Определете дължината на вълната на звукова вълна с честота 725 Hz във въздух, вода и стъкло.
5. Единият край на дълга метална тръба беше ударен веднъж с чук. Ще се разпространи ли звукът от удара до втория край на тръбата през метала; през въздуха вътре в тръбата? Колко удара ще чуе човек, стоящ в другия край на тръбата?
6. Наблюдател, стоящ близо до прав участък от железопътната линия, видя пара над свирката на парен локомотив, движещ се в далечината. 2 секунди след появата на парата той чу звука на свирка и след 34 секунди локомотивът премина покрай наблюдателя. Определете скоростта на локомотива.

.

Звукът се разпространява пет пъти по-бързо във водата, отколкото във въздуха. Средната скорост е 1400 - 1500 м/сек (скоростта на звука във въздуха е 340 м/сек). Изглежда, че чуваемостта във водата също се подобрява. Всъщност това далеч не е така. В края на краищата силата на звука не зависи от скоростта на разпространение, а от амплитудата на звуковите вибрации и възприемащата способност на слуховите органи. Органът на Корти, който се състои от слухови клетки, се намира в кохлеята на вътрешното ухо. Звуковите вълни вибрират тъпанчето, слуховите костици и мембраната на кортиевия орган. От космените клетки на последния, които възприемат звукови вибрации, нервната стимулация отива към слуховия център, разположен в темпоралния лоб на мозъка.

Звуковата вълна може да навлезе във вътрешното ухо на човека по два начина: чрез въздушна проводимост през външния слухов проход, тъпанчето и костилките на средното ухо и чрез костна проводимост - вибрация на костите на черепа. На повърхността преобладава въздушната проводимост, а под водата – костната. Простият опит ни убеждава в това. Покрийте двете уши с дланите на ръцете си. На повърхността чуваемостта ще се влоши рязко, но под водата това не се наблюдава.

Така че под водата звуците се възприемат предимно чрез костна проводимост. Теоретично това се обяснява с факта, че акустичното съпротивление на водата се доближава до акустичното съпротивление на човешката тъкан. Следователно загубата на енергия по време на прехода на звуковите вълни от водата към костите на главата на човек е по-малка, отколкото във въздуха. Въздушната проводимост почти изчезва под водата, тъй като външният слухов канал е пълен с вода, а малък слой въздух близо до тъпанчето слабо предава звуковите вибрации.

Експериментите показват, че костната проводимост е с 40% по-ниска от тази на въздуха. Следователно чуваемостта под вода като цяло се влошава. Диапазонът на чуваемост с костна проводимост на звука зависи не толкова от силата, колкото от тоналността: колкото по-висок е тонът, толкова по-далеч се чува звукът.

Подводният свят за хората е свят на тишина, където няма външни шумове. Следователно най-простите звукови сигнали могат да се възприемат под вода на значителни разстояния. Човек чува удар върху метална кутия, потопена във вода на разстояние 150-200 m, звук на дрънкалка на 100 m и камбана на 60 m.

Звуците, издавани под вода, обикновено не се чуват на повърхността, точно както звуците отвън не се чуват под водата. За да възприемате подводни звуци, трябва да сте поне частично потопени. Ако влезеш във водата до колене, започваш да долавяш звук, който не е бил чуван преди. Докато се гмуркате, силата на звука се увеличава. Особено се чува, когато главата е потопена.

За да изпращате звукови сигнали от повърхността, трябва да спуснете източника на звук във водата поне наполовина и силата на звука ще се промени. Ориентирането под вода по ухо е изключително трудно. Във въздуха звукът навлиза в едното ухо 0,00003 секунди по-рано, отколкото в другото. Това ви позволява да определите местоположението на източника на звук с грешка от само 1-3 °. Под вода звукът се възприема едновременно от двете уши и следователно не се получава ясно, насочено възприятие. Грешката в ориентацията може да бъде 180°.

В специално организиран експеримент само отделни леководолази след дълги скитания и... търсенията отидоха до местоположението на източника на звук, който се намираше на 100-150 м от тях. Беше отбелязано, че системното обучение за дълго време позволява да се развие способността за доста точно навигиране по звук под вода. Въпреки това, веднага щом обучението спре, резултатите от него се анулират.

Основните закони на разпространението на звука включват законите на неговото отражение и пречупване на границите на различни среди, както и дифракцията на звука и неговото разсейване при наличие на препятствия и нееднородности в средата и на границите между средите.

Диапазонът на разпространение на звука се влияе от фактора на звукопоглъщане, тоест необратимия преход на енергията на звуковата вълна в други видове енергия, по-специално топлина. Важен фактор е и посоката на излъчване и скоростта на разпространение на звука, която зависи от средата и нейното конкретно състояние.

От източник на звук акустичните вълни се разпространяват във всички посоки. Ако звукова вълна премине през сравнително малък отвор, тогава тя се разпространява във всички посоки, а не се движи в насочен лъч. Например уличните звуци, проникващи през отворен прозорец в стаята, се чуват във всички точки, а не само срещу прозореца.

Характерът на разпространението на звуковите вълни в близост до препятствие зависи от връзката между размера на препятствието и дължината на вълната. Ако размерът на препятствието е малък в сравнение с дължината на вълната, тогава вълната тече около това препятствие, разпространявайки се във всички посоки.

Звуковите вълни, прониквайки от една среда в друга, се отклоняват от първоначалната си посока, тоест се пречупват. Ъгълът на пречупване може да бъде по-голям или по-малък от ъгъла на падане. Зависи в коя среда прониква звукът. Ако скоростта на звука във втората среда е по-голяма, тогава ъгълът на пречупване ще бъде по-голям от ъгъла на падане и обратно.

При среща с препятствие по пътя си звуковите вълни се отразяват от него по строго определено правило - ъгълът на отражение е равен на ъгъла на падане - с това е свързано понятието ехо. Ако звукът се отразява от няколко повърхности на различни разстояния, възникват множество ехота.

Звукът се разпространява под формата на разсейваща се сферична вълна, която изпълва все по-голям обем. С увеличаване на разстоянието вибрациите на частиците на средата отслабват и звукът се разсейва. Известно е, че за да се увеличи обхватът на предаване, звукът трябва да бъде концентриран в дадена посока. Когато искаме например да ни чуят, слагаме длани на устата си или използваме мегафон.

Дифракцията, тоест огъването на звуковите лъчи, има голямо влияние върху обхвата на разпространение на звука. Колкото по-хетерогенна е средата, толкова повече се изкривява звуковият лъч и съответно толкова по-къс е обхватът на разпространение на звука.

Разпространение на звука

Звуковите вълни могат да се разпространяват във въздух, газове, течности и твърди вещества. Вълни не възникват в безвъздушно пространство. Това е лесно да се провери от прост опит. Ако електрически звънец се постави под херметична капачка, от която въздухът е евакуиран, няма да чуем никакъв звук. Но щом капачката се напълни с въздух, се чува звук.

Скоростта на разпространение на осцилаторните движения от частица към частица зависи от средата. В древни времена воините слагаха уши на земята и по този начин откриваха кавалерията на врага много по-рано, отколкото се появи в полезрението. А известният учен Леонардо да Винчи пише през 15 век: „Ако вие, докато сте в морето, спуснете отвора на тръба във водата и доближите другия й край до ухото си, ще чуете много шума на корабите. далеч от теб."

Скоростта на звука във въздуха е измерена за първи път през 17 век от Миланската академия на науките. На един от хълмовете беше монтирано оръдие, а на другия - наблюдателен пункт. Времето се записва както в момента на изстрела (със светкавица), така и в момента на получаване на звука. Въз основа на разстоянието между точката на наблюдение и пистолета и времето на възникване на сигнала, скоростта на разпространение на звука вече не беше трудна за изчисляване. Оказа се, че е равна на 330 метра в секунда.

Скоростта на звука във водата е измерена за първи път през 1827 г. на Женевското езеро. Двете лодки са били разположени на 13 847 метра една от друга. На първия под дъното беше окачена камбана, а на втория във водата беше спуснат обикновен хидрофон (рог). На първата лодка барутът беше запален едновременно с удара на камбаната; на втората наблюдателят стартира хронометъра в момента на светкавицата и започна да чака звуковия сигнал от камбаната. Оказа се, че звукът се разпространява повече от 4 пъти по-бързо във водата, отколкото във въздуха, т.е. със скорост 1450 метра в секунда.

Скорост на звука

Колкото по-висока е еластичността на средата, толкова по-голяма е скоростта: в гумата 50, във въздуха 330, във водата 1450, а в стоманата - 5000 метра в секунда. Ако ние, които бяхме в Москва, можехме да викаме толкова силно, че звукът да достигне до Санкт Петербург, тогава щяхме да бъдем чути там само след половин час и ако звукът се разпространи на същото разстояние в стомана, тогава щеше да бъде приет след две минути.

Скоростта на разпространение на звука се влияе от състоянието на същата среда. Когато казваме, че звукът се разпространява във водата със скорост от 1450 метра в секунда, това не означава, че във всяка вода и при всякакви условия. С повишаване на температурата и солеността на водата, както и с увеличаване на дълбочината, а следователно и хидростатичното налягане, скоростта на звука се увеличава. Или да вземем стомана. И тук скоростта на звука зависи както от температурата, така и от качествения състав на стоманата: колкото повече въглерод съдържа, толкова по-твърда е и толкова по-бързо се разпространява звукът в нея.

Когато по пътя си срещнат препятствие, звуковите вълни се отразяват от него по строго определено правило: ъгълът на отражение е равен на ъгъла на падане. Звуковите вълни, идващи от въздуха, ще бъдат почти напълно отразени нагоре от повърхността на водата, а звуковите вълни, идващи от източник, разположен във водата, ще се отразят надолу от нея.

Звуковите вълни, прониквайки от една среда в друга, се отклоняват от първоначалното си положение, т.е. пречупен. Ъгълът на пречупване може да бъде по-голям или по-малък от ъгъла на падане. Зависи в каква среда прониква звукът. Ако скоростта на звука във втората среда е по-голяма от тази в първата, тогава ъгълът на пречупване ще бъде по-голям от ъгъла на падане и обратно.

Във въздуха звуковите вълни се разпространяват под формата на разминаваща се сферична вълна, която запълва все по-голям обем, тъй като вибрациите на частиците, причинени от източници на звук, се предават на въздушната маса. С увеличаване на разстоянието обаче вибрациите на частиците отслабват. Известно е, че за да се увеличи обхватът на предаване, звукът трябва да бъде концентриран в дадена посока. Когато искаме да ни чуят по-добре, поставяме длани на устата си или използваме мегафон. В този случай звукът ще бъде отслабен по-малко и звуковите вълни ще се разпространят по-далеч.

С увеличаване на дебелината на стената, звуковото местоположение при ниски средни честоти се увеличава, но „коварният“ резонанс на съвпадението, който причинява задушаване на звуковото местоположение, започва да се проявява при по-ниски честоти и обхваща по-широка област.

Звукът във водата се абсорбира стотици пъти по-малко, отколкото във въздуха. Чуваемостта във водната среда обаче е много по-лоша, отколкото в атмосферата. Това се обяснява с особеностите на човешкото възприемане на звука. Във въздуха звукът се възприема по два начина: предаването на въздушни вибрации към тъпанчетата на ушите (въздушна проводимост) и така наречената костна проводимост, когато звуковите вибрации се възприемат и предават на слуховия апарат от костите на череп.

В зависимост от вида на водолазното оборудване водолазът възприема звука във вода с преобладаване на въздушна или костна проводимост. Наличието на обемен шлем, пълен с въздух, ви позволява да възприемате звука чрез въздушна проводимост. Въпреки това, значителна загуба на звукова енергия е неизбежна в резултат на отразяване на звука от повърхността на каската.

При спускане без оборудване или в оборудване с плътно прилепнала каска преобладава костната проводимост.

Характеристика на звуковото възприятие под вода също е загубата на способността да се определи посоката на източника на звук. Това се дължи на факта, че човешките слухови органи са адаптирани към скоростта на звука във въздуха и определят посоката на източника на звук поради разликата във времето на пристигане на звуковия сигнал и относителното ниво на звуково налягане, възприемано от всяко ухо. Благодарение на структурата на ушната мида, човек във въздуха може да определи къде е източникът на звук - отпред или отзад, дори с едно ухо. Във водата всичко се случва по различен начин. Скоростта на разпространение на звука във водата е 4,5 пъти по-голяма от тази във въздуха. Поради това разликата във времето на приемане на звуковия сигнал от всяко ухо става толкова малка, че става почти невъзможно да се определи посоката на източника на звук.

При използване на твърда каска като част от оборудването, възможността за определяне на посоката на източника на звук е напълно изключена.

Биологични ефекти на газовете върху човешкото тяло

Въпросът за биологичното действие на газовете не е повдигнат случайно и се дължи на факта, че процесите на газообмен при дишане на човека при нормални условия и така наречените хипербарни условия (т.е. при високо налягане) са значително различни.

Известно е, че обикновеният атмосферен въздух, който дишаме, е неподходящ за дишане от пилоти при полети на голяма височина. Освен това намира ограничено приложение при дишането на водолази. При спускане на дълбочина над 60 м се заменя със специални газови смеси.

Нека разгледаме основните свойства на газовете, които, както в чист вид, така и в смеси с други, се използват за дишане на водолази.

Съставът на въздуха е смес от различни газове. Основните компоненти на въздуха са: кислород - 20,9%, азот - 78,1%, въглероден диоксид - 0,03%. Освен това въздухът съдържа малки количества аргон, водород, хелий, неон и водни пари.

Газовете, съставляващи атмосферата, според ефекта им върху човешкото тяло могат да бъдат разделени на три групи: кислород - непрекъснато се изразходва за "поддържане на всички жизнени процеси; азот, хелий, аргон и др. - не участват в газа обмен въглероден диоксид - при повишени концентрации за вреден за организма.

Кислород(O2) е газ без цвят, вкус и мирис с плътност 1,43 kg/m3. Той е от изключителна важност за човека като участник във всички окислителни процеси в организма. По време на процеса на дишане кислородът в белите дробове се свързва с хемоглобина в кръвта и се разпределя в тялото, където непрекъснато се консумира от клетките и тъканите. Прекъсването на снабдяването или дори намаляването на снабдяването му с тъканите причинява кислороден глад, придружен от загуба на съзнание, а в тежки случаи - спиране на жизнената дейност. Това състояние може да възникне, когато съдържанието на кислород във вдишания въздух намалее при нормално налягане под 18,5%. От друга страна, при повишаване на съдържанието на кислород във вдишаната смес или при дишане под налягане, надвишаващо допустимата граница, кислородът проявява токсични свойства - настъпва кислородно отравяне.

Азот(N) - газ без цвят, мирис и вкус с плътност 1,25 kg/m3, представлява основната част от атмосферния въздух по обем и маса. При нормални условия той е физиологично неутрален и не участва в метаболизма. Въпреки това, тъй като налягането се увеличава с увеличаване на дълбочината на потапяне на водолаза, азотът престава да бъде неутрален и на дълбочина от 60 метра или повече проявява изразени наркотични свойства.

Въглероден двуокис(CO2) е безцветен газ с кисел вкус. Той е 1,5 пъти по-тежък от въздуха (плътност 1,98 kg/m3), поради което може да се натрупва в долните части на затворени и лошо вентилирани помещения.

Въглеродният диоксид се образува в тъканите като краен продукт на окислителните процеси. Определено количество от този газ винаги присъства в тялото и участва в регулирането на дишането, а излишъкът се пренася от кръвта в белите дробове и се отстранява с издишания въздух. Количеството въглероден диоксид, отделяно от човек, зависи главно от степента на физическа активност и функционалното състояние на тялото. При често, дълбоко дишане (хипервентилация) съдържанието на въглероден диоксид в тялото намалява, което може да доведе до спиране на дишането (апнея) и дори загуба на съзнание. От друга страна, увеличаването на съдържанието му в дихателната смес над допустимото ниво води до отравяне.

От другите газове, които изграждат въздуха, най-използваният от водолазите е хелий(Не). Това е инертен газ, без мирис и вкус. Имайки ниска плътност (около 0,18 kg / m3) и значително по-ниска способност да предизвиква наркотични ефекти при високо налягане, той се използва широко като заместител на азота за приготвяне на изкуствени дихателни смеси по време на спускане на големи дълбочини.

Използването на хелий в респираторни смеси обаче води до други нежелани явления. Неговата висока топлопроводимост и следователно увеличеният топлопренос от тялото изисква повишена термична защита или активно отопление на водолазите.

Въздушно налягане. Известно е, че заобикалящата ни атмосфера има маса и оказва натиск върху повърхността на земята и всички обекти, разположени върху нея. Атмосферното налягане, измерено на морското равнище, се балансира в тръби с напречно сечение G cm2 от живачен стълб с височина 760 mm или вода с височина 10,33 м. Ако този живак или вода се претеглят, тяхната маса ще бъде равна на 1,033 kg. Това означава, че „нормалното атмосферно налягане е 1,033 kgf/cm2, което в системата SI е еквивалентно на 103,3 kPa *.(* В системата SI единицата за налягане е паскал (Pa). Ако е необходимо преобразуване, следните съотношения се използват: 1 kgf/cm1 = 105 Pa = 102 kPa = =* 0,1 MPa.).

Въпреки това, в практиката на водолазните изчисления е неудобно да се използват толкова точни мерни единици. Следователно, единицата за измерване на налягането се приема за налягане, числено равно на 1 kgf / cm2, което се нарича техническа атмосфера (at). Една техническа атмосфера съответства на налягане от 10 m воден стълб.

Когато налягането на въздуха се увеличи, той лесно се компресира, намалявайки обема си пропорционално на налягането. Налягането на сгъстения въздух се измерва с манометри, които показват свръхналягане , т.е. налягане над атмосферното. Единицата за свръхналягане се обозначава ati. Сумата от излишното и атмосферното налягане се нарича абсолютно налягане(ата).

При нормални земни условия въздухът притиска равномерно човека от всички страни. Като се има предвид, че повърхността на човешкото тяло е средно 1,7-1,8 m2, силата на въздушното налягане, упражнена върху нея, е 17-18 хиляди kgf (17-18 tf). Човек обаче не усеща това налягане, тъй като 70% от тялото му се състои от практически несвиваеми течности, а във вътрешните кухини - белите дробове, средното ухо и др. - се балансира от обратното налягане на въздуха, намиращ се там и общуващ с атмосферата.

Когато се потопи във вода, човек е изложен на свръхналягане от воден стълб над него, което се увеличава с 1 ати на всеки 10 м. Промените в налягането могат да причинят болка и компресия, за предотвратяване на което водолазът трябва да бъде снабден с въздух за дишане при налягане, равно на абсолютното налягане на околната среда.

Тъй като водолазите трябва да се справят със сгъстен въздух или газови смеси, е уместно да си припомним основните закони, на които се подчиняват, и да предоставим някои формули, необходими за практически изчисления.

Въздухът, подобно на другите реални газове и газови смеси, до известна степен се подчинява на физични закони, които са абсолютно валидни за идеалните газове.

ВОДОЛАЗНО ОБОРУДВАНЕ

Водолазното оборудване е съвкупност от устройства и продукти, носени от водолаза, за да осигурят живот и работа във водна среда за определен период от време.

Водолазното оборудване е подходящо за целта, ако може да осигури:

човешко дишане при извършване на работа под вода;

изолация и термична защита от излагане на студена вода;

достатъчна мобилност и стабилно положение под вода;

безопасност при гмуркане, изплуване и по време на работа;

надеждна връзка с повърхността.

В зависимост от задачите, които трябва да бъдат решени, водолазното оборудване се разделя:

по дълбочина на използване - за оборудване за плитки (средни) дълбочини и дълбоководни;

според начина на осигуряване на дихателна газова смес - автономна и шлангова;

според начина на термична защита - за съоръжения с пасивна термична защита, електрически и водно отопление;

според метода на изолация - за оборудване с водонепропускливи костюми от „сух“ тип и пропускливи от „мокър“ тип.

Най-пълното разбиране на функционалните характеристики на работата на водолазното оборудване се дава от неговата класификация според метода за поддържане на състава на газовата смес, необходима за дишане. Ето оборудването:

вентилиран;

с отворен модел на дишане;

с полузатворен модел на дишане;

със затворен модел на дишане.

>>Физика: Звук в различни медии

За да се разпространява звукът, е необходима еластична среда. Във вакуум звуковите вълни не могат да се разпространяват, тъй като там няма какво да вибрира. Това може да се провери чрез прост опит. Ако поставим електрическа камбана под стъклена камбана, тогава, когато въздухът се изпомпва изпод камбаната, ще открием, че звукът от камбаната ще става все по-слаб и по-слаб, докато спре напълно.

Звук в газове. Известно е, че по време на гръмотевична буря първо виждаме светкавица и едва след известно време чуваме тътен на гръмотевици (фиг. 52). Това забавяне възниква, защото скоростта на звука във въздуха е много по-малка от скоростта на светлината, идваща от мълния.

Скоростта на звука във въздуха е измерена за първи път през 1636 г. от френския учен М. Мерсен. При температура 20 °C тя е равна на 343 m/s, т.е. 1235 км/ч. Обърнете внимание, че именно до тази стойност скоростта на куршума, изстрелян от картечница Калашников (ПК), намалява на разстояние 800 m. Началната скорост на куршума е 825 m/s, което значително надвишава скоростта на звука във въздуха. Следователно човек, който чуе звука на изстрел или изсвирването на куршум, не трябва да се тревожи: този куршум вече го е подминал. Куршумът изпреварва звука на изстрела и достига жертвата си преди звукът да пристигне.

Скоростта на звука зависи от температурата на средата: с повишаване на температурата на въздуха се увеличава, а с намаляване на температурата на въздуха намалява. При 0 °C скоростта на звука във въздуха е 331 m/s.

Звукът се разпространява с различни скорости в различните газове. Колкото по-голяма е масата на газовите молекули, толкова по-ниска е скоростта на звука в него. Така при температура 0 °C скоростта на звука във водорода е 1284 m/s, в хелия - 965 m/s, а в кислорода - 316 m/s.

Звук в течности. Скоростта на звука в течностите обикновено е по-голяма от скоростта на звука в газовете. Скоростта на звука във вода е измерена за първи път през 1826 г. от J. Colladon и J. Sturm. Те проведоха експериментите си върху Женевското езеро в Швейцария (фиг. 53). На една лодка запалиха барут и в същото време удариха камбана, спусната във водата. Звукът на тази камбана, с помощта на специален клаксон, също спуснат във водата, беше уловен на друга лодка, която се намираше на разстояние 14 км от първата. Въз основа на интервала от време между светкавицата и пристигането на звуковия сигнал е определена скоростта на звука във водата. При температура 8 °C тя се оказа приблизително 1440 m/s.

На границата между две различни среди част от звуковата вълна се отразява, а част се движи по-нататък. Когато звукът преминава от въздух във вода, 99,9% от звуковата енергия се отразява обратно, но налягането в звуковата вълна, предавана във водата, е почти 2 пъти по-голямо. Слуховият апарат на рибите реагира точно на това. Ето защо, например, писъците и шумовете над повърхността на водата са сигурен начин да изплашите морските обитатели. Човек, който се окаже под вода, няма да оглуши от тези писъци: когато се потопи във вода, в ушите му ще останат въздушни „тапи“, което ще го спаси от звуково претоварване.

Когато звукът преминава от водата във въздуха, 99,9% от енергията се отразява отново. Но ако по време на прехода от въздух към вода звуковото налягане се е увеличило, сега, напротив, рязко намалява. Поради тази причина например звукът, който се получава под водата при удара на един камък в друг, не достига до човек във въздуха.

Това поведение на звука на границата между водата и въздуха е дало основание на нашите предци да смятат подводния свят за „свят на тишината“. Оттук и изразът: „Ням като риба“. Въпреки това Леонардо да Винчи също предложи да слушате подводни звуци, като поставите ухото си на гребло, спуснато във водата. Използвайки този метод, можете да се уверите, че рибите всъщност са доста приказливи.

Звук в твърди тела. Скоростта на звука в твърди тела е по-голяма, отколкото в течности и газове. Ако допрете ухото си до релсата, ще чуете два звука, след като ударите другия край на релсата. Единият ще стигне до ухото ви по железопътен транспорт, другият по въздух.

Земята има добра звукопроводимост. Затова в старите времена по време на обсада в крепостните стени са поставяли „слушатели“, които по звука, предаван от земята, са определяли дали врагът се вкопава в стените или не. Сложили уши на земята, те също наблюдаваха приближаването на вражеската кавалерия.

Твърдите вещества провеждат добре звука. Благодарение на това хората, които са загубили слуха си, понякога могат да танцуват на музика, която достига до слуховите им нерви не през въздуха и външното ухо, а през пода и костите.

1. Защо по време на гръмотевична буря първо виждаме светкавица и едва след това чуваме гръмотевици? 2. От какво зависи скоростта на звука в газовете? 3. Защо човек, стоящ на брега на реката, не чува звуци, възникващи под водата? 4. Защо „чуващите“, които в древни времена са наблюдавали разкопките на врага, често са били слепи хора?

Експериментална задача . Поставете ръчния си часовник в единия край на дъска (или дълга дървена линийка) и поставете ухото си в другия край. Какво чуваш? Обяснете явлението.

С.В. Громов, Н.А. Родина, Физика 8 клас

Изпратено от читатели от интернет сайтове

Планиране по физика, планове за уроци по физика, училищна програма, учебници и книги по физика за 8 клас, курсове и задачи по физика за 8 клас

Съдържание на урока бележки към уроцитеподдържаща рамка презентация урок методи ускорение интерактивни технологии Практикувайте задачи и упражнения самопроверка работилници, обучения, казуси, куестове домашна работа въпроси за дискусия риторични въпроси от ученици Илюстрации аудио, видео клипове и мултимедияснимки, картинки, графики, таблици, диаграми, хумор, анекдоти, вицове, комикси, притчи, поговорки, кръстословици, цитати Добавки резюметастатии трикове за любознателните ясли учебници основен и допълнителен речник на термините други Подобряване на учебниците и уроцитекоригиране на грешки в учебникаактуализиране на фрагмент в учебник, елементи на иновация в урока, замяна на остарели знания с нови Само за учители перфектни уроцикалендарен план за годината методически препоръки програма за дискусии Интегрирани уроци