Дыбыстың әртүрлі ортада таралуын зерттеу

Жоба авторлары: Дженгали Ернұр Асхатұлы, Кеңес Рауан Нұржанұлы

Мамаңдық: 6B01502-Физика мұғалімдерін даярлау

Ғылыми жетекші: Оразымбетова Гүлайым Хайруллаевна

Аңдатпа

Мақалада әртүрлі физикалық ортада дыбыс толқындарының таралу процесі қарастырылады. Жүргізілген зерттеулер мен эксперименттер ортаның тығыздығы мен серпімділігінің дыбыс жылдамдығы мен қарқындылығына әсерін көрсетеді. Нәтижелер дыбыс толқындарын бақылау маңызды элемент болып табылатын медицина, өнеркәсіп және қоршаған ортаны бақылау сияқты салалар үшін айтарлықтай практикалық маңызға ие.

Аннотация

В статье рассматривается процесс распространения звуковых волн в различных физических средах. Проведенные исследования и эксперименты показывают влияние плотности и упругости среды на скорость и интенсивность звука. Результаты имеют значительное практическое значение для таких областей, как медицина, промышленность и мониторинг окружающей среды, где контроль звуковых волн является важным элементом.

Annotation

The article discusses the process of propagation of sound waves in various physical environments. The studies and experiments carried out show the influence of the density and elasticity of the medium on the speed and intensity of sound. The results are of considerable practical importance for areas such as medicine, industry, and environmental monitoring, where sound wave control is an important element.

Кіріспе

Дыбыс толқындары-бұл газдар, сұйықтықтар және қатты заттар сияқты әртүрлі орталар арқылы таралатын қысымның ауытқуы. Дыбыстың таралу механизмін түсіну архитектуралық акустикадан теңіз навигациясына дейінгі бірқатар қосымшалар үшін өте маңызды. Дыбыс толқындарын зерттеу мен модельдеудің заманауи әдістері дыбыстың табиғатын және оның әртүрлі материалдардағы мінез-құлқын тереңірек түсінуге мүмкіндік береді. Жұмыстың өзектілігі әр түрлі салаларда акустикалық технологияларды қолдану аясының кеңеюіне байланысты, мұнда күрделі ортада дыбыстың қасиеттері мен мінез-құлқын ескеру қажет. Зерттеудің негізгі мақсаты-әртүрлі ортадағы дыбыс толқындарының таралуындағы айырмашылықтарды анықтау және теориялық деректерді эксперименталды түрде растау.

Негізгі бөлігі

Дыбысты таратудың теориялық негіздері

Дыбыс - бұл таралу үшін материалдық орта қажет болатын механикалық толқын. Теориялық тұрғыдан, дыбыс жылдамдығы ортаның тығыздығы мен серпімді қасиеттеріне байланысты. Дыбыс жылдамдығы ауа сияқты газдарда төмен, ал металдар сияқты тығыз ортада жоғары. Акустикалық теңдеулер дыбыстың жылдамдығын тамаша жағдайлар үшін есептеуге мүмкіндік береді, бірақ нақты жағдайларда ауа температурасы мен ылғалдылығы, тұтқырлық және материалдардың құрылымы сияқты факторларды ескеру қажет. Қатты денелерде бөлшектердің бір-біріне жақын орналасуына және энергияның аз шығынымен әрекеттесуіне байланысты дыбыс жылдамдығы жоғары болады.

Эксперименттік бөлім:

Әр түрлі ортадағы дыбыс жылдамдығын өлшеу

Ортаның физика-химиялық қасиеттерінің дыбыс жылдамдығына әсерін бағалау үшін үш түрлі ортаны қамтитын эксперимент жүргізілді: ауа, су және болат. Эксперимент барысында дыбыстық толқын пайда болды және әр Орта арқылы арнайы жабдықтың көмегімен жіберілді. Толқын жылдамдығы жоғары дәлдіктегі сенсорлар мен ультрадыбыстық детекторлардың көмегімен бекітілді.

1. Ауада, стандартты жағдайларда дыбыс жылдамдығы шамамен 340 м/с болды.

2. Суда, бөлме температурасында дыбыс жылдамдығы 1500 м/с дейін өсті.

3. Болатта материалдың жоғары тығыздығына байланысты дыбыс жылдамдығы шамамен 5000 м/с болды.

Бұл нәтижелер теориялық үміттерге сәйкес келеді және материалдың тығыздығы мен серпімділігі мен дыбыстың таралу жылдамдығы арасындағы тікелей байланысты көрсетеді. Эксперимент сонымен қатар жоғары температура жағдайында ауадағы дыбыс жылдамдығы артатынын анықтады, бұл бөлшектердің кинетикалық энергиясының жоғарылауымен байланысты.

Алынған нәтижелерді талдау

Эксперимент нәтижелері ортаның тығыздығы дыбыс жылдамдығына айтарлықтай әсер ететінін көрсетеді. Металл сияқты тығыз және серпімді материалдарда дыбыс толқыны тезірек таралады, бұл энергияның бөлшектен Бөлшекке берілу жылдамдығына байланысты. Бұл құбылыс дыбыс берудің жоғары дәлдігін қажет ететін динамик жүйелерін дамыту үшін маңызды. Сонымен қатар, су сияқты сұйықтықтарда дыбыс толқындары қатты денелерге қарағанда баяу, бірақ газдарға қарағанда жылдамырақ таралады, бұл оларды теңіз акустикасын зерттеуде және су астындағы байланыс жүйелерінде пайдалы етеді.

Жүргізілген өлшеулер негізінде дыбыс жылдамдығы тек ортаға ғана емес, сонымен қатар акустикалық қосымшаларды әзірлеу кезінде ескеру қажет температура мен қысым сияқты физикалық жағдайларға байланысты өзгереді деген қорытынды жасауға болады.

Қорытынды

Жүргізілген зерттеу дыбыс жылдамдығы ортаның физика-химиялық қасиеттеріне айтарлықтай тәуелді екенін растады. Қатты денелерде дыбыс жылдамдығы Сұйықтықтар мен газдарға қарағанда жоғары, бұл тығыз құрылымға байланысты. Бұл деректер Ультрадыбыстық диагностика және материалдардың сапасын бақылау сияқты практикалық қолданбалар үшін үлкен маңызға ие. Атап айтқанда, дыбыс жылдамдығын білу акустикалық құрылғыларды дәлірек жобалауға және калибрлеуге мүмкіндік береді. Әрі қарай зерттеудің болашағы әртүрлі сыртқы факторлардың, соның ішінде экстремалды температура мен қысымның дыбыс жылдамдығына әсерін егжей-тегжейлі талдау болып табылады.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

1. Бабанов в. г., Иванов И. и., Акустика және оны қолдану. — М.: Ғылым, 2010.

2. Зайцев П. Ю., дыбыс технологиясының негіздері. - Санкт-Петербург.: Питер, 2015.

3. Котова Л. В., Акустика. Оқу құралы. — М.: Жоғары Мектеп, 2018.

4. 1. Биркгоф, Г. Гидродинамика : методы. Факты. Подобие : практическое пособие / Г. Биркгоф ; под ред. М. И. Гуревич, В. А. Смирновой ; предисл. Л. И. Седова ; И. Б. Погребысский. – Москва : Издательство иностранной литературы, 1963. – 244