Звук

Източници и слух

1. Какво е източникът на всеки звук?

   • Светещо тяло
   • Трептящо тяло
   • Нагрято тяло
   • Наелектризирано тяло

   Отговор: Трептящо тяло

   Звукът възниква, когато тяло трепти и предава трептенията си на средата.

2. Коя външна част на ухото улавя и насочва звука?

   • Тъпанчето
   • Ушната мида
   • Охлювът
   • Слуховият нерв

   Отговор: Ушната мида

   Ушната мида събира звуковите вълни и ги насочва към слуховия канал.

3. Кое е източникът на звука при китарата?

   • Трептящата струна
   • Дървената дръжка
   • Пръстите
   • Въздухът наоколо

   Отговор: Трептящата струна

   Струната трепти, а кутията усилва звука.

4. В какъв приблизителен честотен интервал човешкото ухо чува звука?

   • От 2 Hz до 2000 Hz
   • От 200 Hz до 200 000 Hz
   • От около 20 Hz до около 20 000 Hz
   • От 20 kHz до 200 kHz

   Отговор: От около 20 Hz до около 20 000 Hz

   Под долната граница е инфразвукът, а над горната е ултразвукът.

5. Какъв вид вълна е звукът във въздуха?

   • Напречна
   • Надлъжна
   • Повърхностна
   • Електромагнитна

   Отговор: Надлъжна

   Въздухът се сгъстява и разрежда по посоката на разпространение.

6. Коя част на вътрешното ухо превръща трептенията в нервни сигнали?

   • Ушната мида
   • Тъпанчето
   • Охлювът
   • Слуховият канал

   Отговор: Охлювът

   В охлюва има течност и сетивни клетки, които изпращат сигнали към мозъка.

7. Коя част на ухото първа започва да трепти под действие на звуковата вълна?

   • Тъпанчето
   • Слуховият нерв
   • Охлювът
   • Полукръжните канали

   Отговор: Тъпанчето

   Тъпанчето предава трептенията на слуховите костици, а те на вътрешното ухо.

8. Как се наричат трите малки костици в средното ухо?

   • Охлюв, мида и тъпанче
   • Ребро, прешлен и ключица
   • Нерв, канал и мида
   • Чукче, наковалня и стреме

   Отговор: Чукче, наковалня и стреме

   Те предават трептенията от тъпанчето към вътрешното ухо.

9. Кое е източникът на звук в човешкия глас?

   • Езикът
   • Гласните връзки
   • Зъбите
   • Белите дробове

   Отговор: Гласните връзки

   Въздухът от белите дробове кара гласните връзки в гръкляна да трептят.

10. Защо астронавтите на Луната не могат да се чуват без радиостанции?

    • Шлемовете им са звукоизолирани
    • Там звукът е твърде бърз
    • На Луната звукът става ултразвук
    • Там няма въздух, а звукът не се разпространява във вакуум

    Отговор: Там няма въздух, а звукът не се разпространява във вакуум

    Звукът е механична вълна и се нуждае от среда.

11. При кой музикален инструмент източникът на звук е трептящ въздушен стълб?

    • Флейта
    • Китара
    • Барабан
    • Ксилофон

    Отговор: Флейта

    При духовите инструменти трепти въздухът в тръбата.

12. Защо камертонът звучи по-силно, ако го опрем на дървена кутия (резонатор)?

    • Честотата му нараства
    • Кутията поглъща звука
    • Камертонът трепти по-дълго
    • Кутията трепти заедно с него и излъчва звук с голяма повърхност

    Отговор: Кутията трепти заедно с него и излъчва звук с голяма повърхност

    Резонаторната кутия трепти в резонанс и раздвижва много повече въздух.

13. Ухото различава два звука, ако между тях има поне 0,1 s. На какво най-малко разстояние от стена трябва да застанете, за да чуете ехото отделно? (v = 340 m/s)

    • 34 m
    • 3,4 m
    • 17 m
    • 8,5 m

    Отговор: 17 m

    Звукът изминава пътя до стената и обратно: 2d = 340 · 0,1 = 34 m, d = 17 m.

14. Защо шумът от далечен влак се чува по-рано и по-добре, ако долепим ухо до релсата?

    • Релсата усилва звука с електричество
    • Във въздуха звукът е по-бърз
    • Звукът се разпространява по-бързо и затихва по-малко в стоманата
    • Ухото чува само през твърди тела

    Отговор: Звукът се разпространява по-бързо и затихва по-малко в стоманата

    В стоманата скоростта на звука е около 15 пъти по-голяма, отколкото във въздуха.

15. Защо собственият ни глас звучи различно, когато го чуем на запис?

    • Записът винаги е развален
    • Обикновено чуваме гласа си и през костите на главата
    • Микрофонът сменя езика
    • Ухото не чува собствения глас

    Отговор: Обикновено чуваме гласа си и през костите на главата

    Звукът, предаван през костите, подсилва ниските тонове, а на записа чуваме само звука през въздуха.

Скорост на звука

1. В коя от средите звукът се разпространява най-бързо?

   • Във въздух
   • В стомана
   • Във вода
   • Във вакуум

   Отговор: В стомана

   В стоманата скоростта е около 5000 m/s, във водата около 1500 m/s, във въздуха около 340 m/s.

2. Каква е приблизително скоростта на звука във въздуха при стайна температура?

   • 34 m/s
   • 3400 m/s
   • 340 m/s
   • 300 000 km/s

   Отговор: 340 m/s

   Във въздуха около 20 °C звукът изминава около 340 m за секунда.

3. В коя среда звукът се разпространява най-бавно?

   • Във вода
   • В стомана
   • В дърво
   • Във въздух

   Отговор: Във въздух

   В газовете звукът е по-бавен, отколкото в течностите и твърдите тела.

4. Мълния блясва и гръмотевицата се чува след 3 s. На какво разстояние е мълнията? (v = 340 m/s)

   • 113 m
   • 340 m
   • 2040 m
   • 1020 m

   Отговор: 1020 m

   s = vt = 340 · 3 = 1020 m; светлината пристига практически мигновено.

5. Около колко е скоростта на звука във водата?

   • 1500 m/s
   • 340 m/s
   • 150 m/s
   • 15 000 m/s

   Отговор: 1500 m/s

   Във водата звукът е над 4 пъти по-бърз, отколкото във въздуха.

6. Как се нарича отразеният звук, който чуваме отново след известно време?

   • Ехо
   • Тембър
   • Тон
   • Шум

   Отговор: Ехо

   Ехото е звук, отразен от далечна преграда, например скала.

7. Как се изменя скоростта на звука във въздуха при повишаване на температурата?

   • Намалява
   • Не се променя
   • Нараства
   • Става нула

   Отговор: Нараства

   При по-висока температура молекулите се движат по-бързо и предават трептенията по-бързо.

8. Защо при буря първо виждаме светкавицата и после чуваме гръмотевицата?

   • Гръмотевицата възниква по-късно
   • Звукът се отразява от облаците
   • Окото реагира по-бързо от ухото
   • Светлината е много по-бърза от звука

   Отговор: Светлината е много по-бърза от звука

   Светлината идва почти мигновено, а звукът изминава около 1 km за 3 s.

9. Около колко време е нужно на звука във въздуха, за да измине 1 km?

   • ≈ 0,3 s
   • ≈ 30 s
   • ≈ 3 s
   • ≈ 1 s

   Отговор: ≈ 3 s

   t = 1000/340 ≈ 2,9 s, т.е. около 3 s.

10. Ехо от скала се чува 4 s след вика. На какво разстояние е скалата? (v = 340 m/s)

    • 1360 m
    • 680 m
    • 85 m
    • 340 m

    Отговор: 680 m

    Звукът отива и се връща: d = 340 · 4 : 2 = 680 m.

11. Самолет лети със скорост 680 m/s. Колко пъти е по-бърз от звука във въздуха (340 m/s)?

    • 3 пъти
    • 2 пъти
    • 1,5 пъти
    • 20 пъти

    Отговор: 2 пъти

    680 : 340 = 2, т.е. самолетът лети с два пъти скоростта на звука.

12. Какво се получава, когато самолет лети по-бързо от звука?

    • Звукът изчезва
    • Ударна вълна, която се чува като силен гръм (звуков удар)
    • Ехо в кабината
    • Ултразвук

    Отговор: Ударна вълна, която се чува като силен гръм (звуков удар)

    Звуковите вълни не могат да изпреварят самолета и се натрупват в ударна вълна.

13. Удрят единия край на стоманена тръба, дълга 1020 m. В другия край се чуват два удара. Колко е интервалът между тях? (въздух 340 m/s, стомана 5100 m/s)

    • 3 s
    • 0,2 s
    • 3,2 s
    • 2,8 s

    Отговор: 2,8 s

    По въздуха: 1020 : 340 = 3 s, по стоманата: 1020 : 5100 = 0,2 s; разликата е 2,8 s.

14. Звук с честота 500 Hz преминава от въздух (340 m/s) във вода (1500 m/s). Как се изменя дължината на вълната?

    • Намалява от 3 m на 0,68 m
    • Нараства от 0,68 m на 3 m
    • Не се променя
    • Нараства от 0,68 m на 1,5 m

    Отговор: Нараства от 0,68 m на 3 m

    Честотата не се променя; λ = u/ν: 340/500 = 0,68 m и 1500/500 = 3 m.

15. Пускаме камък в кладенец, дълбок 20 m. След колко време чуваме плясъка? (g = 10 m/s², v = 340 m/s)

    • ≈ 0,06 s
    • ≈ 2,06 s
    • ≈ 1,94 s
    • 2 s

    Отговор: ≈ 2,06 s

    Падане: 20 = 5t², t = 2 s; звукът се връща за 20/340 ≈ 0,06 s; общо ≈ 2,06 s.

Ниво на интензитета

1. В каква единица се измерва нивото на интензитета на звука?

   • Децибел (dB)
   • Херц (Hz)
   • Ват (W)
   • Паскал (Pa)

   Отговор: Децибел (dB)

   Нивото L = 10 lg(I/I₀) се изразява в децибели.

2. При около какво ниво звукът става болезнен за ухото (праг на болката)?

   • Около 20 dB
   • Около 50 dB
   • Около 1000 dB
   • Около 120 dB

   Отговор: Около 120 dB

   Около 120-130 dB звукът причинява болка и може да увреди слуха.

3. Кой от звуците е най-силен?

   • Шепот
   • Разговор
   • Излитащ реактивен самолет отблизо
   • Шумолене на листа

   Отговор: Излитащ реактивен самолет отблизо

   Реактивният самолет отблизо създава ниво над 120 dB.

4. Какво е нивото на интензитета при прага на чуване?

   • 120 dB
   • 20 dB
   • 0 dB
   • 100 dB

   Отговор: 0 dB

   При I = I₀ = 10⁻¹² W/m² нивото е 10 lg 1 = 0 dB.

5. Около какво ниво на интензитета има обикновеният разговор?

   • 60 dB
   • 0 dB
   • 120 dB
   • 200 dB

   Отговор: 60 dB

   Шепотът е около 20-30 dB, а нормалният разговор около 60 dB.

6. Около какво ниво на интензитета има шепотът?

   • 20-30 dB
   • 60 dB
   • 90 dB
   • 120 dB

   Отговор: 20-30 dB

   Шепотът е тих звук с ниво около 20-30 dB.

7. Колко пъти по-голям е интензитетът на звук с ниво 60 dB от интензитета на звук с ниво 30 dB?

   • 2 пъти
   • 30 пъти
   • 1000 пъти
   • 100 пъти

   Отговор: 1000 пъти

   Всеки 10 dB отговарят на 10 пъти по-голям интензитет: 30 dB = 10³ пъти.

8. В каква единица се измерва интензитетът на звука?

   • dB
   • Hz
   • W/m²
   • m/s

   Отговор: W/m²

   Интензитетът е енергията за единица време през единица площ; в dB се измерва нивото му.

9. Какво може да причини продължителният шум с ниво над около 85 dB?

   • По-добър слух
   • По-висок глас
   • Нищо
   • Увреждане на слуха

   Отговор: Увреждане на слуха

   Дълго излагане на силен шум уврежда сетивните клетки във вътрешното ухо.

10. Звук има интензитет 10⁻⁵ W/m². Какво е нивото му? (I₀ = 10⁻¹² W/m²)

    • 50 dB
    • 7 dB
    • 70 dB
    • 120 dB

    Отговор: 70 dB

    L = 10 lg(10⁻⁵/10⁻¹²) = 10 lg 10⁷ = 70 dB.

11. Как се изменя интензитетът на звука от малък източник на открито, ако се отдалечим 2 пъти по-далеч?

    • Намалява 2 пъти
    • Не се променя
    • Намалява 4 пъти
    • Нараства 2 пъти

    Отговор: Намалява 4 пъти

    Енергията се разпределя по сфера, чиято площ расте с квадрата на радиуса.

12. С колко децибела намалява нивото на звука от малък източник на открито, ако се отдалечим 10 пъти повече?

    • С 10 dB
    • С 20 dB
    • С 100 dB
    • С 2 dB

    Отговор: С 20 dB

    Интензитетът намалява 10² = 100 пъти, а това е намаление с 20 dB.

13. Една машина създава ниво 80 dB. Какво ниво създават две еднакви машини, работещи едновременно?

    • 160 dB
    • 80 dB
    • 90 dB
    • ≈ 83 dB

    Отговор: ≈ 83 dB

    Интензитетът се удвоява, а 10 lg 2 ≈ 3 dB: 80 + 3 = 83 dB.

14. Една машина създава ниво 70 dB. Колко такива машини, работещи едновременно, създават ниво 80 dB?

    • 10
    • 2
    • 8
    • 100

    Отговор: 10

    Увеличение с 10 dB означава 10 пъти по-голям интензитет, т.е. 10 еднакви машини.

15. На кой изобретател е наречена единицата бел (децибелът е една десета от нея)?

    • Томас Едисон
    • Никола Тесла
    • Александър Греъм Бел
    • Майкъл Фарадей

    Отговор: Александър Греъм Бел

    Единицата е наречена на Александър Греъм Бел, изобретателя на телефона.

Височина и тембър

1. От коя характеристика на трептенето зависи височината на тона?

   • От честотата
   • От амплитудата
   • От продължителността
   • От скоростта на звука

   Отговор: От честотата

   Колкото по-голяма е честотата, толкова по-висок е тонът.

2. Как се нарича звук с една определена честота?

   • Шум
   • Ехо
   • Тембър
   • Тон

   Отговор: Тон

   Тонът се създава от хармонично трептене с определена честота.

3. Чий глас обикновено е с по-висок тон: на дете или на възрастен мъж?

   • На възрастния мъж
   • На детето
   • Еднакви са
   • Зависи от силата

   Отговор: На детето

   Гласните връзки на децата са по-къси и по-тънки и трептят с по-голяма честота.

4. От какво зависи силата (гръмкостта) на звука?

   • От амплитудата на трептенията (интензитета)
   • От честотата
   • От тембъра
   • От цвета на инструмента

   Отговор: От амплитудата на трептенията (интензитета)

   По-голяма амплитуда означава по-голям интензитет и по-силен звук.

5. Кой звук е по-висок: с честота 200 Hz или с честота 800 Hz?

   • 200 Hz
   • 800 Hz
   • Двата са еднакво високи
   • Зависи от силата им

   Отговор: 800 Hz

   Колкото по-голяма е честотата, толкова по-висок е тонът.

6. Как се изменя височината на тона, ако удряме барабана по-силно?

   • Не се изменя, звукът става по-силен
   • Тонът става по-висок
   • Тонът става по-нисък
   • Звукът изчезва

   Отговор: Не се изменя, звукът става по-силен

   По-силният удар увеличава амплитудата, а не честотата.

7. Как се изменя височината на тона на струна, ако я опънем по-силно?

   • Тонът става по-висок
   • Тонът става по-нисък
   • Не се променя
   • Звукът изчезва

   Отговор: Тонът става по-висок

   По-силно опъната струна трепти с по-голяма честота.

8. Как се изменя височината на тона на струна, ако я скъсим, като я притиснем с пръст?

   • Тонът става по-нисък
   • Тонът става по-висок
   • Не се променя
   • Струната спира да звучи

   Отговор: Тонът става по-висок

   По-късата струна трепти с по-голяма честота.

9. Защо по-дебелите струни на китарата дават по-нисък тон?

   • Защото са по-къси
   • Защото са по-силно опънати
   • Защото са от пластмаса
   • Защото имат по-голяма маса и трептят с по-малка честота

   Отговор: Защото имат по-голяма маса и трептят с по-малка честота

   При еднаква дължина и опън по-масивната струна трепти по-бавно.

10. Защо различаваме пиано и цигулка, които свирят един и същ тон?

    • Имат различна честота на основния тон
    • Звукът им има различна скорост
    • Основните им тонове имат различна дължина на вълната
    • Имат различен тембър (различни обертонове)

    Отговор: Имат различен тембър (различни обертонове)

    Основният тон е еднакъв, но наборът и силата на обертоновете са различни.

11. С какво шумът се различава от музикалния тон?

    • Той винаги е по-тих
    • Той има само една честота
    • Той не е механична вълна
    • Той е безпорядъчна смесица от трептения с различни честоти

    Отговор: Той е безпорядъчна смесица от трептения с различни честоти

    Тонът има ясна честота (и обертонове), а шумът няма определена височина.

12. Духаме над гърлото на бутилка и постепенно наливаме вода в нея. Как се изменя тонът?

    • Става по-нисък
    • Не се изменя
    • Става по-висок
    • Изчезва

    Отговор: Става по-висок

    Трепти въздушният стълб, който се скъсява, затова честотата нараства.

13. Тонът „ла“ от първа октава има честота 440 Hz. Каква е честотата на „ла“ една октава по-високо?

    • 880 Hz
    • 220 Hz
    • 440 Hz
    • 660 Hz

    Отговор: 880 Hz

    Една октава нагоре означава двойно по-голяма честота.

14. Звук съдържа основен тон и обертонове с честоти 600 Hz, 900 Hz и 1200 Hz. Каква е честотата на основния тон?

    • 300 Hz
    • 600 Hz
    • 150 Hz
    • 100 Hz

    Отговор: 300 Hz

    Обертоновете са кратни на основния тон: 600 = 2 · 300, 900 = 3 · 300, 1200 = 4 · 300.

15. Колко октави обхваща интервалът от 20 Hz до 20 480 Hz?

    • 10
    • 20
    • 100
    • 1000

    Отговор: 10

    Всяка октава удвоява честотата: 20 · 2¹⁰ = 20 480 Hz.

Инфра- и ултразвук

1. Кое от животните използва ултразвук, за да се ориентира (ехолокация)?

   • Делфинът
   • Слонът
   • Кравата
   • Жабата

   Отговор: Делфинът

   Делфините и прилепите излъчват ултразвук и улавят отразените сигнали.

2. Звуци с каква честота се наричат инфразвук?

   • Над 20 000 Hz
   • Между 20 и 200 Hz
   • Под 20 Hz
   • Точно 440 Hz

   Отговор: Под 20 Hz

   Инфразвукът е под долната граница на чуване на човека.

3. Звуци с каква честота се наричат ултразвук?

   • Под 20 Hz
   • Между 20 Hz и 200 Hz
   • Около 1000 Hz
   • Над 20 000 Hz

   Отговор: Над 20 000 Hz

   Ултразвукът е с честота над горната граница на човешкото чуване.

4. Кой уред използва ултразвук, за да измери дълбочината на морето?

   • Барометър
   • Ехолот
   • Перископ
   • Термометър

   Отговор: Ехолот

   Ехолотът измерва времето, за което ултразвуковият сигнал отива до дъното и се връща.

5. Кое животно ловува нощем, като се ориентира с ултразвук?

   • Совата
   • Лисицата
   • Прилепът
   • Таралежът

   Отговор: Прилепът

   Прилепът издава ултразвук и по ехото открива насекоми и препятствия.

6. Кое голямо животно общува с инфразвук на големи разстояния?

   • Прилепът
   • Слонът
   • Котката
   • Мишката

   Отговор: Слонът

   Слоновете издават нискочестотни звуци, които се чуват от други слонове на километри.

7. Кое природно явление е източник на инфразвук?

   • Пеенето на птиците
   • Жуженето на комар
   • Шумоленето на листата
   • Земетресенията и бурите

   Отговор: Земетресенията и бурите

   Мощните природни процеси създават трептения с честота под 20 Hz.

8. Кое домашно животно чува ултразвук, затова за него има „беззвучни“ свирки?

   • Кучето
   • Кокошката
   • Кравата
   • Рибката

   Отговор: Кучето

   Кучетата чуват до много по-високи честоти от човека.

9. Какво е сонар?

   • Уред за измерване на температура
   • Музикален инструмент
   • Уред, който открива подводни обекти с ултразвук
   • Вид земетресение

   Отговор: Уред, който открива подводни обекти с ултразвук

   Сонарът изпраща ултразвукови импулси и приема отразените от обектите.

10. Ехограф изпраща в тъканите ултразвук с честота 2 MHz. Каква е дължината на вълната, ако скоростта е 1540 m/s?

    • 0,77 m
    • 0,77 mm
    • 3,1 mm
    • 7,7 mm

    Отговор: 0,77 mm

    λ = v/ν = 1540 : 2 000 000 = 0,00077 m = 0,77 mm.

11. Ехолот получава отразения сигнал 0,4 s след изпращането. Каква е дълбочината? (скорост във водата 1500 m/s)

    • 600 m
    • 150 m
    • 3750 m
    • 300 m

    Отговор: 300 m

    Звукът отива и се връща: h = 1500 · 0,4 / 2 = 300 m.

12. За какво още се използва ултразвукът в техниката?

    • За откриване на пукнатини в метални детайли
    • За нагряване на къщи
    • За предаване на телевизия
    • За осветление

    Отговор: За откриване на пукнатини в метални детайли

    Ултразвуковата дефектоскопия открива скрити дефекти по отражението на вълните.

13. Как шумозащитната стена край магистрала намалява шума в жилищата?

    • Усилва звука, за да го заглуши
    • Отразява и поглъща звука и зад нея остава зона с по-слаб звук
    • Превръща звука в ултразвук
    • Намалява скоростта на автомобилите

    Отговор: Отразява и поглъща звука и зад нея остава зона с по-слаб звук

    Стената спира голяма част от звуковите вълни, насочени към сградите.

14. Защо в медицинската ехография се използва ултразвук с много висока честота (MHz)?

    • Защото той е по-силен от рентгена
    • Малката дължина на вълната позволява да се различат малки детайли
    • Защото се чува по-добре
    • Защото не се отразява от тъканите

    Отговор: Малката дължина на вълната позволява да се различат малки детайли

    Колкото по-малка е дължината на вълната, толкова по-малки обекти могат да се видят.

15. Защо инфразвукът от вулкани и бури се регистрира на хиляди километри?

    • Защото е много висок
    • Защото е светлина
    • Защото се движи по-бързо от звука
    • Защото затихва много слабо в атмосферата

    Отговор: Защото затихва много слабо в атмосферата

    Звуците с ниска честота се поглъщат много по-слабо от въздуха.

Финален въпрос