Jak cestují zvukové vlny?

9. věda stupeň, trochu pokročilejší

Zvuková vlna jsou v podstatě variace tlaku, které v tomto příkladu existují ve vzduchu, který je vyroben z molekul. Chcete-li pomoci vizualizovat povahu zvukových vln, představte si, že jste ve vaně s plastovou hračkou plovoucí před vámi. Pokud vytváříte vlny stisknutím ruky na hladinu vody, vlny zatlačou loď a přemístí ji z jednoho konce vačky do druhé. Nyní přemýšlejte o vlnách a lodi, jako by to bylo dobré. Pokud se vlny pohybují, loď se také pohybuje (což je zvuk). Čím větší je vlna, tím více se loď pohybuje nahoru a dolů a cestuje dál, protože zvukové vlny, stejně jako molekuly, které vibrují, se z dálky rozptýlí. Pokud jste byli ve velkém bazénu, potřebovali byste větší vlny, abyste posunuli loď (zvuk) na druhý konec.

Je čas hrát domino

Když vibrace způsobí, že molekuly vibrují, není to první molekula, která je vzrušená, že dosáhne vašeho ucha skákat všechny ostatní molekuly. Místo toho, když je tato molekula vzrušená a skáče, začne propojovat všechny molekuly kolem ní, které jsou následně spojeny s následujícími. Nyní vložte své domino kusy do linie, dostatečně blízko, takže když první padne, padne na druhou a pak na druhou na třetí a tak dále. Nyní přitlačte první a to způsobí, že celá čára padne. Nyní namísto přímky vytvoříte vzor v Y pomocí některých částí. V horní části Y začínají další dvě větve a na vrcholu těchto větví dělají to samé, dokud nedosáhnete kusů. Opět střílejte první kus a sledujte, jak všechny ostatní padnou a dají strom do Y, který jste postavili. To vám ukazuje přesněji, jak se zvukové vlny pohybují pouze v přímce, ale také v sférickém nebo kuželovém směru.

Čas ukládat hračky

Aby zvuk mohl cestovat, potřebuje médium, které obsahuje molekuly. Může to být voda, ocel, beton nebo něco, co má molekuly dostatečně blízko k sobě, aby mohly vibrovat a přenášet zvuk. Ve skutečnosti čím blíže jsou molekuly, tím rychleji bude zvuk cestovat. To je důvod, proč když si nasadíte ucho na koleje vlaku, slyšíte, že se blíží hodně, než uslyšíte zvuk ve vzduchu. Molekuly z oceli jsou mnohem těsnější než vzduchové. To je také důvod, proč v prostoru není žádný zvuk. Molekuly ve vesmíru jsou od sebe tak vzdálené, že když je jeden z nich blízko k vibracím, začne tančit s hukotováním hluku, ale nemá žádné jiné molekuly, které by procházely vibracemi. Zejména neexistují prostředky, kterými by zvukové vlny mohly cestovat.

Na univerzitě

Když zvukové vlny cestují ze zdroje, jsou známé jako kompresní vlny. Díky excitovanému stavu molekul se při vibračním stlačení komprimují. Nicméně, jakmile procházejí vibrace, molekuly, které zůstaly za sebou, zastaví vibrace, protože přenesly energii. Ti, kteří zbyli, zažijí vyčerpání. Toto je technickyji vysvětlení toho, co vědci myslí, když mluví o zvukových vlnách. Vypadá to takto a může být znázorněno jako dvourozměrná grafika.

Proč slyšíme věci

Když se tyto vibrující molekuly dostanou do vnějšího ucha, vstupují do lůžka do vnitřního ucha, kde tenká prodloužená membrána "zachytí" vibrace, což jsou kolísání tlaku vzduchu. Tělo je pak přeměňuje na elektrické signály, které jsou přenášeny do mozku, které dokončují jejich dešifrování. Je to poměrně složitý proces, ale to je základ.