Звук як явище фізичне являє собою коливальні рухи матеріальних тіл - твердих, газоподібних або рідких. Виникнення слухових відчуттів людини пов'язане, як правило, саме з коливаннями повітря. Ось тому в безповітряному середовищі передача звуку стає неможливою. Коливання повітря, що сприймаються органом слуху людини як звук, в природних умовах мають дуже широкий діапазон величин тиску, в зв'язку з цим прийнято користуватися логарифмічною шкалою, висловлюючи рівень інтенсивності в белах (Б) або децибелах (дБ). Децибел - одиниця рівня інтенсивності, що дорівнює десятикратному десятковому логарифму відношення інтенсивності одного звуку до деякої іншої інтенсивності звуку, умовно прийнятої за рівень відліку і близькою до граничної. Зустрічаються в природі звуки характеризуються приблизно таким співвідношенням: Коливання, що мають інтенсивності, що виходять за межі даного діапазону, як звук вже не сприймаються, тобто вони або зовсім не чути і не викликають ніяких відчуттів, або сприймаються тактильними і больовими рецепторами і дають відчуття тиску або болю, що витісняють слухові відчуття. Звук як коливальний процес характеризується також частотою, яка по суті являє собою опис змін звукового тиску в часі. Якщо ці зміни мають правильний синусоїдальний характер, то говорять про чистому тоні. В реальних умовах до такого чистого основного тону, як правило, домішується ще кілька додаткових тонів, які надають звуку його часто неповторну індивідуальність. Звук вважається чистим, якщо додаткові тони по своїй акустичної енергії не перевищують 10 відсотків. У житті нам нерідко доводиться стикатися з природними чистими звуками. Це звуки, що видаються птахами і звірами, це і звуки, що виходять при проголошенні нами голосних. Звуки, в яких не можна виділити основного тону і в яких відповідно коливання звукового тиску описуються більш складною, ніж синусоїдальна, залежністю, позначають як шуми. І якщо акустична енергія розподілена рівномірно по всьому спектру, то говорять про «білому» шумі. Орган слуху людини сприймає коливання повітря (при достатньому рівні інтенсивності) в діапазоні від 16 герц до 20 кілогерц, і відповідно ці частоти в фізиці і техніці позначають як звукові, а менше 16 герц - як інфразвук і більше 20 кілогерц - як ультразвук. Людина інфра-та ультразвукові коливання не чує, хоч би великої інтенсивності вони не були. Але це зовсім не означає, що такі види енергії взагалі на людину не діють. Вони являють собою типовий приклад подразників, які ми з вами визначили раніше як «внерецепторние», тобто які не викликають специфічних відчуттів. Людина ж починає відчувати їх опосередковано в результаті взаємодії, і нерідко несприятливого, з тканинами нашого тіла. Звук як коливальний процес характеризується також довжиною хвилі, яка кількісно при незмінній частоті може змінюватися в залежності від швидкості поширення звуку. Ця швидкість в повітрі при температурі 0 градусів за шкалою Цельсія і нормальному атмосферному тиску становить 332 метра в секунду, зростаючи при підвищенні тиску і температури повітря. У більш щільному середовищі швидкість поширення звуку значно вище, складаючи при цьому: в граніті - 6000 метрів в секунду, в склі - 5500 метрів в секунду, в алюмінії - 5140 метрів в секунду, в залозі і стали - 5000 метрів в секунду, в твердих породах дерева (в поздовжньому напрямку) - 4000 метрів в секунду, в міді - 3560 метрів в секунду і в воді (при температурі 19 градусів за шкалою Цельсія) - 1461 метр в секунду. Таким чином, звукові коливання однієї і тієї ж частоти в різних середовищах мають різну довжину хвилі. Це виявляється небайдужим для нашого слуху і обумовлює деякі особливості слухового сприйняття при перебуванні людини під водою. А тепер розглянемо механізм сприйняття звуку.
Объяснение:
Фізична природа звуку
Процесс протекания электрического тока через газ называется газовым разрядом.
При комнатных температурах газы практически не проводят электрический ток, так как состоят из нейтральных атомов, т. е. являются диэлектриками.
При нагреве или облучении ультрафиолетовым светом, рентгеновскими лучами либо другим видом излучения атомы газа получают дополнительную энергию, которая может привести к ионизации. Так, например, при нагреве за счет увеличения скорости молекул часть из них при столкновениях друг с другом распадается на положительно заряженные ионы и электроны.
Проводимость газов обеспечивается как электронами, так и положительно заряженными ионами.
Рекомбинация — процесс воссоединения электрона с положительным ионом — наблюдается, если прекратить действие ионизатора. Если внешнее поле отсутствует, то при действии ионизатора устанавливается динамическое равновесие между количеством исчезающих и вновь образующихся пар заряженных частиц.
Несамостоятельный разряд в газе, ионизованном каким-либо ионизатором, возникает в постоянном поле и существует до тех пор, пока существует ионизирующий агент. ВАХ несамостоятельного разряда представляет собой кривую, выходящую на насыщение.
Самостоятельный разряд. При некотором напряжении, зависящем от рода газа, давления и расстояния между электродами, происходит пробой и разряд, который не нуждается больше во внешнем ионизаторе. Ток через трубку при этом резко возрастает.
Причиной возникновения самостоятельного разряда является ионизация электронным ударом. При соударении атома с электроном, который разгоняется электрическим полем Е до энергии, достаточной для ионизации атома, образуются два электрона, которые при своем движении к аноду также разгоняются и, сталкиваясь на своем пути с другими атомами, ионизуют их, в результате возникает электронная лавина.
Для обеспечения длительного самостоятельного разряда, кроме ионизации электронным ударом, необходима еще эмиссия (испускание) электронов с катода. Такая эмиссия может быть обеспечена либо за счет термоэлектронной эмиссии из катода (испускания электронов из металла при нагреве), либо за счет выбивания электронов из катода положительными ионами с большой кинетической энергией.
