Байдуллаева Қазақтіліне аударғандар Н. М. Алмабаева, Г. Е. Байдуллаева, К. Е. Раманқұлов Мәскеу и з д а т е л ь с к а я г р у п п а «гэотар-медиа» 1 9
жүктеу/скачать 28,1 Mb. Pdf көрінісі
|
Ремизов А.Н. Медициналық және биологиялық физика (1)
| Р = У А
(8-6) дыбыстық толқынның өту коэфициенті деп аталады. Дыбыстык толкынның өту коэфициентін Рэлей төменгі формуламен есеп- теуге болатынын көрсетті: с,р,/(с 2 р2) р = 4 [с,р,/(с 2 р2) + I ] 2 ■ (8.7) ( 8 . 6 ) тендігінен көрініп тұрғандай, Р-ның ең үлкен мәні 1-ге тең. (8.7)-ден с, р, = с 2 р 2 болғанда р = 1 екенін көреміз. Сонымен, екі ортаның толқындық кедергілері бірдей болса, онда дыбыстык толкын орталардың шекарасынан шағылмай өтеді. Егер екінші ортаның дыбыстык кедергісі бірінші ортамен салыстырғанда өте үлкен шама болса (с 2 р 2 >> ^р,) онда (8.7) тендігінің орнына: Р = 4 с,р,/с 2 р 2 ( 8 . 8 ) аламыз, себебі ^ р , = с 2 р2. Кейбір заттардың 20 °С кезіндегі толкындык ке- дергілерін келтірейік ( 8 . 2 -кесте). 8.2-кесте Зат Толқындық кедергі, кг-м-2-с-1 Зат Толқындық кедергі, кг-м^-с"1 Темір 40 000 000 Резина 60 000 Бетон 4 800 000 Ауа 400 Су 1 440 000 Май 1 350 000 ( 8 . 8 ) тендігін пайдаланып, дыбыс толкынының ауадан бетонға және суға өту коэффициентін есептейік: Р = Р = 4-440 4 800 000 4-440 1 440 000 100% = 0,037%; 100 % = 0 , 122 %. Бұл берілгендерге тандануға болады: ауадан бетон және су аркылы дыбыс- тың аз ғана бөлігі өтеді екен. Кез келген жабык бөлмеде дыбыс кабырғадан, төбеден, жиһаздардан шағылысып біртіндеп өшеді. Жарык көзі дыбыс шы- ғаруын токтатканымен де бөлмеде дыбыс даусы әлі де гуіл түрінде естіледі. Әсіресе, бүл кең залдарда жақсы естіледі, жарык дыбысының жабык бөлмеде дыбыс көзінін өшірілгеніне карамай, дыбыстын біртіндеп өшуін реверберация деп атаймыз. Реверберация кейде пайдалы, өйткені дыбысты сезіну шағылған толкын ұзак созылған жаңғыру сөзді, музыканы естуге кедергі жасайды. Осы себепті үлкен аудиторияларда, театрлар мен концерттік залдарды салу кезінде ревер берация уакытының оптималды шамалары ескеріледі. Мысалы, Мәскеудегі Одактар үйінің Колоналы залының ревербация уакыты 1,7 с, ал үлкен театрдікі 1,55 с. Ал осы бөлмелер үшін бос кездегі ревербация уақыты 4,55 және 2,06 с. 8.5. ЕСТУФ И ЗИКАСЫ Есту жүйесі дыбыстык кабылдағышты тікелей бас миымен байланысты- рады. Кибернетика түсінігін пайдаланып, есту жүйесі акпаратты кабылдап, түрлендірді және тасымалдайды деуге болады. Есту жүйелерінің ішінен есту физикасын карастыру үшін сыртқы, орта және ішкі қүлақты аламыз. Сыртқы күлак 1 кұлық калканымен (қабыкшасынан) және 2 сыртқы есту жолынан тұрады. Адамның құлак калканы есту үшін маңызды рөл аткармайды. Ол тек дыбыс көзінің орнын сагитталды жазықтықта орналасқан кезде жинақ- тауға мүмкіндік береді. Бұл есту жиілікке жететін дыбыс толкынының спектрлі күрамының өзгерісіне алып келеді (дифракция жөнінде §24.6 нақтырак айты- лады). Тәжірибе аркасында адам дыбыс спектрінің өзгерісін дыбыс көзінің бағытын бейімдеуге үйретеді ( А , Б, және В бағыттары 8.9-суретте). Мысалмен түсіндірейік. Жарык тік жазыктыктағы дыбыс көзінін орналасуына байланыс- ты (8.9-сурет), дыбыстық толкындар қүлак қалқанының ерекше формасына байланысты әртүрлі дифракцияға ұшырайды. Дыбыс көзінің көкжиекті жазыктыктағы түрлі бағытына фаза айырымының 0 ° және 180° мәндері сәйкес келеді (жоғарыда берілген мәндер үшін). Қалыпты есту кабілеті бар адам дыбыс көзінің бағытын 3° дәлдікке дейін ажырата алады, яғни оған 6 ° фаза айырымы сәйкес келеді. Екі дыбыс кабылдағыш (кұлақ) ар- кылы адам және жануарлар көкжиек жазыктын бойындағы дыбыс көздерінің бағытын аныктау мүмкіндігіне ие (бинауралды эффект 8.10-сурет). Бұл онай түсіндіріледі, дыбыс көзінен шыккан дыбыс екі күлакка жеткенше әртүрлі кашыктык жүріп, нәтижесінде сол және оң кұлакка жететін толкындар ара- сында фаза айырымы пайда болады. Бұл аракашыктык ( 6 ) мен фаза айырымы арасындағы байланыс §24.1 интерференцияны түсіндіру кезінде аныкталған. Егер дыбыс көзі адамның бетінің тұсында болса, онда 5 = 0 және Дф = 0, ал 6 ол кұлак қалканының біреуінін жанында болса, онда екінші калканға кешігіп же- теді. Жуык түрде бұл кешігудің шамасы 5 екі қалканның арасындағы кашықтықта тең деп есептейік. (24.9) формуласынан v = 1 кГц және 5 = 0,15 м үшін фаза айы- рымын есептеп табуға болады. Оның ша масы жуык түрде 180°. Демек, адам екі құлағынын дыбыс - тык толкындарының фаза айырымын 6 ° дәлдікке дейін ажырата алады деген сөз. Бинауралды тән фаза айырымымен катар екі кұлак арасындағы қаркын- дылык айырымы мен бір кұлактан екінші құлакка түсетін акустикалы көлеңке де тән. 8 . 1 0 -суретте сызбалы түрде дыбыс көзінен кұлакка дыбыс дифракция аркылы жететініне көрсетілген. Дыбыс толкыны есту жолынан өтіп, 3 ды быс жарғағынан кейбір бөлігі шағылысады. Шағылыскан толкын мен түскен толкынның интерферациясы аркасында акустикалы резонанс пайда болуы мүмкін. Бұл кұбылыс толкын ұзындығы есту жолынан ұзындығынан 4 есе жо- ғары болғанда пайда болады. Адамның есту жолының ұзындығы жуык шама- мен 2,3 см тең демек резонанс пайда болатын толкын жиілігі: с 3 10 2 U X 4 • 2, 3 • 10 ~ 2 3кГц' Орташа кұлактың маңызды бөліктері: 3 дыбыс жарғағы және есту сүйек- тері: 4 балғаша, 5 сүйектөс және бүлшыкетті, сіңірлі және байламы бар үзеңгі сүйек 6 . Сүйектер сырткы күлактың ауалы ортасындағы механикалыктербеліс- терді ішкі кұлактың сүйык ортасына жеткізуді камтамасыз етеді. Жоғарыда көрсеткеніміздей, дыбыстық толқын ауадан суға өткенде онын каркындылы- ғының 0,122%-ы ғана беріледі. Бүл өте аз шама. Сондыктан орташа күлактың негізгі жүмысы — ішкі кұлакка жоғары каркындылықты дыбыс жеткізу. Тех ника тілімен айтар болсак, орта кұлак ішкі күлактың ауадан және сұйыктағы дыбыстық кедергілерін үйлестіріп отыруы керек. Сүйектер жүйесі бір шетінде болғанша аркылы дауылпаз жарғағымен (ауда- ны 5, = 64 мм2), ал екінші шетінде үзеңгі сүйегінен — ішкі кұлактын сопакша терезесімен 7 (ауданы S2 = 3 мм2) байланыскан. Дауылпаз жарғағына д, дыбыс кысымы эсер етіп, күш шамасының мәні: F, =/>,£.. (8.9) Ішкі күлактың сонакша терезесіне сулы ортадағы рг дыбыс кысымы арка сында Ғ2 күші эсер етеді. Олардың арасындағы байланыс: F2=P2Sr (8.10) Сүйекшелер жүйесі рычаг түрінде жұмыс істеп, адамнын ішкі қүлағы та- рапынан күштен 1,3 есе ұтады (оның сызбасы түрде бейнеленуі 8.11-суретте берілген), сол себептен мынаны жаза аламыз: Ішкі кұлактың толкындык кедергісі (8.9) тендеуін (8.10) тендеуіне бөліп, оны ( 8 . 1 1 ) теңестірсек алынады: Р А і = А р Л /, бүдан: жүктеу/скачать 28,1 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|