Акустика на музикалните инструменти и нови материали
Височината на тона зависи от честотата, силата на звука от амплитудата, а тембърът от обертоновете, които съпровождат основния тон. При струна основната честота е обратно пропорционална на дължината ѝ, затова наполовина по-къса струна звучи с октава по-високо. В тръба, отворена в двата края, основната честота е f = v/(2L). Съвременните материали имат необикновени свойства: графенът е един слой въглеродни атоми, свръхпроводниците губят съпротивлението си при ниски температури, а сплавите с памет на формата възстановяват формата си при нагряване.
Какво да запомним
- Височина: честота; сила: амплитуда; тембър: обертонове.
- Октава: удвояване на честотата; ла от първа октава: 440 Hz.
- Отворена тръба: f = v/(2L); затворена в единия край: f = v/(4L).
- Графен (Нобелова награда 2010 г.), свръхпроводници, нитинол.
Пример
Тръба с дължина 0,5 m, отворена в двата края, има основна честота 340/(2 · 0,5) = 340 Hz.
Проверете се: 10 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
От какво зависи височината на тона?
- От амплитудата
- От скоростта на звука
- От честотата
- От продължителността
Отговор: От честотата
По-високата честота се възприема като по-висок тон.
Как се променя основната честота на струна, ако дължината ѝ се намали наполовина при същото опъване?
- Намалява наполовина
- Не се променя
- Учетворява се
- Удвоява се
Отговор: Удвоява се
Основната честота е обратно пропорционална на дължината на струната.
Какво определя тембъра на музикалния инструмент?
- Обертоновете и техните амплитуди
- Само основната честота
- Само силата на звука
- Скоростта на звука
Отговор: Обертоновете и техните амплитуди
Пиано и цигулка, свирещи един и същ тон, звучат различно заради различните обертонове.
Какво представлява графенът?
- Един слой въглеродни атоми в шестоъгълна решетка
- Сплав на желязо и въглерод
- Вид пластмаса
- Течен метал
Отговор: Един слой въглеродни атоми в шестоъгълна решетка
Графенът е изключително здрав и провежда добре ток и топлина.
Какво е свръхпроводимост?
- Много голямо съпротивление
- Провеждане на звук без загуби
- Светене при нагряване
- Изчезване на електричното съпротивление под определена температура
Отговор: Изчезване на електричното съпротивление под определена температура
Под критичната температура токът тече без загуби.
Каква е приблизително скоростта на звука във въздуха при стайна температура?
- ≈ 3·108 m/s
- ≈ 340 m/s
- ≈ 1500 m/s
- ≈ 34 m/s
Отговор: ≈ 340 m/s
Във водата звукът е около 4 пъти по-бърз (≈ 1500 m/s).
Каква е честотата на тона ла от първа октава, по който се настройват инструментите?
- 220 Hz
- 1000 Hz
- 50 Hz
- 440 Hz
Отговор: 440 Hz
Камертонът дава тона ла с честота 440 Hz.
Тръба, отворена в двата края, е дълга 0,5 m. Каква е основната ѝ честота? (v = 340 m/s)
- 340 Hz
- 170 Hz
- 680 Hz
- 85 Hz
Отговор: 340 Hz
f = v/(2L) = 340/1 = 340 Hz.
Какво са наноматериалите?
- Материали, по-тежки от оловото
- Само природни материали
- Материали без атоми
- Материали със структура с размери от 1 до 100 nm
Отговор: Материали със структура с размери от 1 до 100 nm
При такива размери свойствата се променят: цвят, здравина, реактивност.
Как се нарича сплавта, която след деформация възстановява формата си при нагряване?
- Сплав с памет на формата
- Месинг
- Бронз
- Чугун
Отговор: Сплав с памет на формата
Най-известната е нитинолът; използва се в медицината.