ГДЗ по физике, 10 класс, Касьянов, номер 54.4: Звуковые волны
Физика; углубленное обучение — Касьянов В.А.
Сергей Мишин, преподаватель физики Шпаргача обновлено 12 сентября 2026
Условие
Укажите примерные размеры источников, генерирующих инфразвуковые, звуковые и ультразвуковые волны.
Номер как в учебнике. Условие — полный пересказ редакции: те же пункты, числа и факты, не цитата из книги.
Пошаговое решение
Для определения размеров источников звука необходимо опираться на связь между длиной волны и физическими размерами излучателя. В общем случае эффективный источник звука имеет размеры, сопоставимые с длиной генерируемой волны (L∼λ). Зная диапазоны частот для инфразвука, слышимого звука и ультразвука, а также скорость распространения звука в воздухе (v≈340 м/с), можно оценить характерные линейные размеры таких источников.
Шаг 1. Оценка размеров инфразвуковых источников
Инфразвук — это механические колебания с частотой ниже порога человеческого слуха, то есть ν<20 Гц. Длина такой волны определяется формулой:
λинфр =v/ν>340/ м/с $$}{20 \text{~Гц}} = 17$$ мСледовательно, источники инфразвука должны иметь очень большие геометрические размеры или представлять собой крупные природные явления (землетрясения, вулканы, штормы) либо мощные технические установки (крупные двигатели, взрывы). Характерный размер источника составляет более 17 м.
Шаг 2. Оценка размеров звуковых источников
Диапазон слышимых человеком звуков лежит в пределах от 20 Гц до 20000 Гц (20 кГц). Рассчитаем границы длин волн для этого диапазона:
- Для нижней границы (ν1=20 Гц): λ1=340/20=17 м
- Для верхней границы (ν2=20000 Гц): λ2=340/20000=0,017 м =1,7 см
Таким образом, размеры источников слышимого звука варьируются в широких пределах: от нескольких сантиметров (например, голосовые связки человека, струны скрипки) до десятков метров (низкие ноты органа, громкоговорители для низких частот).
Шаг 3. Оценка размеров ультразвуковых источников
Ультразвук — это волны с частотой выше 20000 Гц. Для типичного промышленного или медицинского ультразвука частоты составляют порядка 105-108 Гц. Оценим длину волны для минимальной границы ультразвука (ν>20 кГц):
λультр <340/ м/с $$}{20000 \text{~Гц}} = 0{,}017$$ м =1,7 смПри более высоких частотах длина волны становится миллиметровой и субмиллиметровой. Поэтому источники ультразвука имеют малые размеры: пьезоэлектрические пластинки, мембраны, тонкие стержни. Их характерный размер обычно меньше 1,7 см, часто составляя доли миллиметра или единицы миллиметров.
а) Инфразвук: размеры источников больше 17 м.
б) Слышимый звук: размеры источников от 1,7 см до 17 м.
в) Ультразвук: размеры источников меньше 1,7 см.
Решение основано на соотношении длины волны и размера источника. Использована стандартная скорость звука в воздухе 340 м/с.
Как решение?
Двойная оценка: понятность и подробность. Можно выбрать одно или оба.
У вас другое условие?
Загрузите фото — учтём ваши числа и редакцию.
Частые вопросы
Это точный номер 54.4 из моего учебника?
Номер совпадает с учебником «Физика; углубленное обучение», Касьянов В.А.. Формулировка — пересказ редакции, не дословная цитата. Если в вашей редакции другие числа — загрузите фото.
Какой ответ в задании 54.4?
Краткий ответ: а) Инфразвук: размеры источников больше 17 м. б) Слышимый звук: размеры источников от 1,7 см до 17 м. в) Ультразвук: размеры источников меньше 1,7 см.
Как пользоваться этим разбором?
Сначала прочитайте условие и чертёж, затем шаги решения по порядку и сверьте свой ход с кратким ответом внизу.
Какой учебник имеется в виду?
«Физика; углубленное обучение», Касьянов В.А.. Проверьте часть, год и автора на обложке. Тема в учебнике: § 54. Звуковые волны.
Можно ли списать ответ без решения?
Лучше сначала решить самостоятельно, а разбор использовать для проверки хода и поиска ошибки.