Поміркуйте

Чому джміль під час польоту гуде, а комар дзвенить? Чому ми взагалі не чуємо звуку, коли махаємо руками під час ранкової зарядки?

Пригадайте

Що таке звук?

Які тіла є джерелами звуку?

Що відбувається зі звуком, коли він потрапляє на поверхню будь-якого тіла?

Ультразвук

Відповідь на запитання рубрики «Поміркуйте», що на початку параграфа, дуже проста — чим частіше змахує крилами комаха, тим більш високий, пронизливий звук видають її крила.

Людина чує звук, якщо джерело звуку коливається частіше 20-ти разів за секунду і не більше 20 000 разів за секунду. Коливання в цьому діапазоні створюють звуки, які сприймає наше вухо. Деякі тварини можуть чути звуки, які видають тіла, що коливаються частіше 20 000 разів за секунду. Такий нечутний людським вухом звук називають ультразвуком. Префікс ультра- перекладається з латини як «далі». Тобто ультразвук — це звук поза верхнім краєм чутних звуків (мал. 60.1).

Собаки чують ультразвукові коливання до 60 000 коливань за секунду, кажани до 120 000, а дельфіни — навіть до 200 000 коливань за секунду.

Застосування ультразвуку

Ультразвук широко застосовують у різних галузях. За допомогою ультразвуку вимірюють глибину моря. Із корабля посилають ультразвуковий сигнал і вимірюють проміжок часу, що минув до повернення сигналу, відбитого від дна (мал. 60.2).

Знаючи швидкість звуку у воді, можна визначити відстань до дна. Прилад для вимірювання глибини називають ехолотом, або сонаром.

Обчисліть глибину моря, якщо відбитий від дна ультразвуковий сигнал ехолота повернувся до судна через 2 секунди. У воді ультразвук поширюється зі швидкістю 1500 метрів за секунду.

За допомогою ультразвуку «просвічують» металеві вироби для виявлення в них прихованих дефектів — сторонніх домішок, тріщин або пустот (мал. 60.3).

Ультразвук широко використовують у медицині як для обстеження, так і для лікування. Наприклад, ультразвукове дослідження (УЗД) внутрішніх органів безпечніше для організму, ніж рентгенівське (мал. 60.4).

Лікування ультразвуком ґрунтується, зокрема, на тому, що він розігріває запалені тканини організму (мал. 60.5).

Дізнайтеся більше

За допомогою ультразвуку кажани й дельфіни орієнтуються в просторі, огинають перешкоди та полюють на здобич у повній темряві. У ході еволюції в них з’явилися органи, які працюють як сонари. Тварини випускають у простір перед собою пучок ультразвукових коливань. А потім, як і со-нар, визначають відстань до перешкоди або здобичі за часом, на який затримується відбитий сигнал.

Кажани та дельфіни використовують природні сонари

Сонари використовують підводні човни, оминаючи підводні небезпеки або дізнаючись розташування ворожих підводних човнів.

Інфразвук

Звукові коливання, що відбуваються рідше ніж 20 разів за секунду, також не сприймаються вухом людини. Такий звук називають інфразвуком. Префікс інфра- також прийшов із латини і в перекладі означає «під, нижче». Тобто інфразвук — це звук поза нижнім краєм чутних звуків (мал. 60.7).

Інфразвук утворюється, наприклад, під час землетрусів і вібрацій важких механізмів (мал. 60.8).

Людина не чує інфразвук вухом, але сприймає його всім організмом як неприємне відчуття.

Інфразвук чують деякі тварини, зокрема слони й кити. Відомо що собаки й кішки «передбачають» землетрус і намагаються вибратися з дому.

Людина використовує спеціальні прилади для реєстрації інфразвуку. Це допомагає передбачити певні природні явища: зсув гірських порід, землетруси, виверження вулканів тощо. Також інфразвук використовують для дослідження верхніх шарів атмосфери та для контролю за застосуванням ядерної зброї.

Дізнайтеся більше

За легендою, 1929 року видатний американський фізик Роберт Вуд на прохання режисера театру «Лайрик» Д. Мілера використав інфразвук під час вистави. «Нечутний» звук мав створити в глядачів певний емоційний ефект. Але коли ввімкнули джерело інфразвуку, то виник ефект, схожий на той, що передує землетрусу. Скло в канделябрах задзвеніло, і всі вікна задрижали. І саме це створило атмосферу страху, а не той звук, що планував режисер.

Запитання для повторення й засвоєння

1. Скільки коливань за секунду мають здійснювати джерела звуку, щоб звук могла чути людина?

2. Що таке ультразвук?

3. Наведіть приклади використання ультразвуку людиною.

4. Що таке інфразвук?

5. Як інфразвук впливає на самопочуття людини?

6*. Дресирувальники подають собакам сигнали за допомогою спеціальних маленьких свистків, звуків яких людина не чує. У чому особливість цих свистків?

Ключова ідея

Людина чує звук, якщо джерело звуку коливається частіше 20 разів за секунду і не більше 20 000 разів за секунду. Такі коливання створюють чутні людським вухом звуки.

Якщо звукові коливання частіші за 20 000 коливань за секунду, то цей нечутний людиною звук називають ультразвуком. Ультразвук чують деякі тварин, зокрема собаки та дельфіни.

Звукові коливання, частота яких менша 20 разів за секунду, людина також не чує, їх називають інфразвуком. Джерелами інфразвуку є землетруси та вібрація важких механізмів.

Це матеріал з підручника "Природничі науки" 5 клас Рудич 2022