ГДЗ по физике, 11 класс, Мякишев, номер p128.1: Звуковые волны. Частота звука. Скорость звука

План решения:

Для ответа на вопрос необходимо вспомнить геометрическую модель распространения звука. Звуковая волна — это механическая волна, переносящая энергию через упругую среду. Ключевым параметром для классификации является форма волновой поверхности (фронта волны). Фронт волны — это поверхность, все точки которой колеблются в одной фазе. В зависимости от того, как эта поверхность искривляется по мере удаления от источника, различают плоские и сферические волны.

Вычисление и формулировка определений:

1. Плоская звуковая волна . Это волна, у которой фронт представляет собой плоскость. В такой волне амплитуда колебаний частиц среды не зависит от расстояния до источника (в идеальном случае без затухания), так как энергия распределяется по неизменной площади фронта. Плоскую волну можно представить как результат работы бесконечно большого источника или как локальное приближение любой другой волны на очень малом участке пространства далеко от центра излучения.

2. Сферическая звуковая волна . Это волна, у которой фронт имеет форму сферы. Такая волна возникает при точечном источнике звука, излучающем энергию равномерно во все стороны. Поскольку площадь сферы S=4πr² растет пропорционально квадрату расстояния r от источника, интенсивность звука убывает обратно пропорционально квадрату расстояния (I∼1/r^}2), а амплитуда колебаний убывает обратно пропорционально расстоянию (A∼1/r).

Проверка:

Определения согласуются с базовыми законами акустики. Если мы представим источник звука в центре координат, то через время t волна достигнет точек, удаленных на расстояние vt. Геометрическое место таких точек — сфера радиуса R=vt, что подтверждает определение сферической волны. Для плоской волны характерно отсутствие расхождения лучей, что соответствует параллельному пучку звука, например, в длинной трубе или в дальней зоне излучения направленного динамика. Ответы логичны и полны.