22.09.2019

Отражение звука и эхо. Эхо - физика вокруг нас


Что такое ЭХО?

Громкий звук, отражаясь от преград, возвращается к источнику звука спустя несколько мгновений, и мы слышим эхо.

Умножив скорость звука на время, прошедшее от его возникновения до возвращения, можно определить удвоенное расстояние от источника звука до преграды. Такой способ определения расстояния до предметов используется в эхолокации.


"Прежде всего, он купил эхо в штате Джорджия, которое повторяло четыре раза, потом шестикратное в Мериленде, затем 13-кратное в Мэне. Следующей покупкой было 9-кратное эхо в Канзасе, дальнейшей - 12-кратное в Теннеси, дешево приобретенное, потому, что нуждалось в ремонте: часть утеса обвалилась".

М. Твен "Коллекционер эха."

В качестве рекордов многократного эхо можно отметить примеры, приведенные Я. И. Перельманом:
1.замок Вудсток (17-сложное эхо);
2.развалины замка Деренбург (27 слогов);
3. некий разрушенный замок возле Милана,
повторявший выстрел 40-50 раз,а громкое слово - около 30 раз.

ПОПРОБУЙ ДАТЬ ОТВЕТ

Почему, когда приходится есть что-то, а особенно грызть, вы совершенно отчётливо слышите
страшный грохот, хотя ваши соседи почему-то едят совершенно бесшумно?


СДЕЛАЙ САМ

Зеркало для звука Если встать перед столом, поставить обеденную тарелку на стол перед собой и в нескольких сантиметрах чуть выше нее держать наручные часы, то, приблизив другую тарелку вогнутой стороной к уху, можно отчетливо услышать тикание часов. Кажется, что оно исходит от тарелки, находящейся около уха


ПОДУМАТЬ ТОЛЬКО

Комар машет крыльями с частотой 10 000 раз в секунду!

Звук - бегущая механическая волна и передает энергию. Однако мощность одновременного разговора всех людей на земном шаре едва ли больше мощности одного автомобиля "Москвич"!

На свойстве отражения звука основана эхолокация.

Некоторые животные, например летучие мыши, также используют явление отражения звука, применяя метод эхолокации

Секрет «ультразвукового разглядывания» дельфинами удаленных предметов – в узкой направленности акустических сигналов. Например, черноморские афалины способны безошибочно подплывать к дробинке диаметром около 4 миллиметров, брошенной в море на расстоянии 20 – 30 метров от животного.



Механические колебания и волны - Класс!ная физика

XIХ

(муниципальный этап)

ЧТО ТАКОЕ ЭХО?

Егорова Арина Денисовна,

воспитанница старшей группы,

МБДОУ «Детский сад №34 «Крепыш»

г. Новочебоксарск

Руководитель :

Варикова Светлана Евгеньевна,

воспитатель МБДОУ «Детский сад №34 «Крепыш»

г. Новочебоксарск

г. Новочебоксарск, 2016

Введение………………………………………………………………………………………… 3

Методы исследования …………………………………………………………………………3

Результаты………………………………………………………………………………………..3

Выводы…………………………………………………………………………………………...4

Список литературы………………………………………………………………………………5

Приложение………………………………………………………………………………………6

Введение

Мы всей семьей очень любим ездить в деревню в гости к бабушке. Любим гулять в лесу. Однажды папа почему-то от нас отстал, и мама крикнула, позвав папу. И ее крик почему-то раздался снова, хотя мама крикнула всего лишь один раз. Я ей задала вопрос: «Кто позвал папу еще раз?» . А мама мне сказала, что это эхо. Мама мне рассказала, что эхо живет и в городе, и в деревне, что его можно услышать везде. И еще она рассказала, что эхо – это очень интересное явление. Оно как отражение в зеркале, только эхо не видимое, но слышимое. Мамин рассказ мне очень понравился, но больше об эхо, я решила узнать больше у воспитательницы в наше детском саду.

И мне стало очень интересно, что такое эхо и как оно появляется и куда исчезает.

Цель: изучить, что такое эхо.

Задачи:

Гипотеза: э хо – это звук, которого мы не видим, но слышим и который повторяется.

Актуальность

Методы исследования:

  1. Информационно-аналитический.
  2. Эксперимент.

Результаты исследования

В начале декабря я решила узнать по подробнее у воспитателя, что такое эхо. Воспитатель мне обещала, что поподробнее об эхо она мне расскажет завтра. На следующий день она подготовила для меня рассказ об эхо и прочитала мне энциклопедию.

Из энциклопедии я узнала, что эхо – это звуковая волна, отраженная от какого-нибудь препятствия (или это

А чтобы лучше изучить эхо провели два опыта в детском саду и один опыт мы с мамой провели на улице в арке.

Выводы:

Заключение

Мне очень понравилось изучать эхо. На летние каникулы мы с папой решили приобрести эхолот и попробовать его изучить. Мы с ним часто ходим на рыбалку, теперь мы будем с ним измерять глубину речки в деревне.

Литература

1. Большая энциклопедия знаний / Пер. с немецкого Л.С. Беловой, Е.В. Черныш.- М.: Эксмо, 2014. – 344 с.

2. Интернет - ресурсы: Онлайн журнал «Школьнику» / http://journal-shkolniku.ru/interesnie-faktyi36.html.

Приложение №1

Опыт с аквариумом

Опыт с банкой

Опыт на улицах нашего города

XIХ региональная научная конференция молодежи и школьников

«НАУКА. ТВОРЧЕСТВО. РАЗВИТИЕ»

(муниципальный этап)

З А Я В К А

Ф.И.О.(полностью) Егорова Арина Денисовна

Образовательное учреждение Муниципальное бюджетное образовательное дошкольное учреждение «Детский сад общеразвивающего вида с приоритетным осуществлением деятельности по физическому развитию детей №34 «Крепыш

класс старшая группа №3 «Сказка»

Домашний адрес, телефон город Новочебоксарск, улица комсомольская, дом 9 квартира 27, тел. 89176521325

Ф.И.О.(полностью)

Дата рождения « _____ » _________________________ _______года

Образовательное учреждение

Класс __________

Домашний адрес, телефон _____________________________________________________

_____________________________________________________________________________

3. Информация о представленной работе

Название работы Что такое эхо?

Направление юные исследователи

4. Сведения о руководителе

Ф.И.О.(полностью ) Варикова Светлана Евгеньевна

Место работы, должность Муниципальное бюджетное образовательное дошкольное учреждение «Детский сад общеразвивающего вида с приоритетным осуществлением деятельности по физическому развитию детей №34 «Крепыш, воспитатель

Контактный телефон 89876743896

5. Подтверждение образовательного учреждения

Сведения, указанные в заявке, подтверждаю

Заведующий _______ _______________ Е. А. Голубева______а

Должность Подпись Расшифровка

М.П.

Организационный взнос оплачен в сумме __________ рублей. _______________

Подпись члена Оргкомитета

ОФОРМЛЕНИЕ ТЕЗИСОВ

Название работы: Что такое эхо?

Образовательное учреждение, класс (группа): Муниципальное бюджетное образовательное дошкольное учреждение «Детский сад общеразвивающего вида с приоритетным осуществлением деятельности по физическому развитию детей №34 «Крепыш, старшая группа №3 «Сказка»

ФИО, должность руководителя: Варикова Светлана Евгеньевна, воспитатель

Актуальность и новизна работы:

В природе много интересного, о чем бы хотелось узнать больше. Эхо – это одно из самых интересных для меня явлений. Природа подсказывает, как сделать полезные изобретения: например, ветер – ветряные мельницы, животные, которые могут маскироваться – учат людей использовать маскировку в армии, дельфины, охотясь, используют гидролокатор, посылая звуковые сигналы в море, они прислушиваются к вернувшемуся эху. По эху можно узнать, в каком направлении нужно устремиться за рыбой. Если изучить эхо, то можно тоже что-то интересное изобрести, получить подсказку от природы.

Цели и задачи работы:

Цель нашего исследования, изучить, что такое эхо.

Задачи:

  1. Создать условия для проведения исследования: подобрать необходимые материал и оборудование для проведения опытов: пустой аквариум, пустую трехлитровую банку.
  2. Проследить в каких местах эхо слышно, а в каких - нет.
  3. Узнать, как эхо помогает людям.

Мы решили провести исследование и узнать, что такое эхо. Из энциклопедии я узнала, что эхо – это звуковая волна, отраженная от какого-нибудь препятствия (или это явление, когда сказанное слово, песенка слышатся ещё раз, как будто кто-то повторяет их). И что эхо можно услышать только там, где много пустого места, и еще что эхо помогает людям. Звук может распространяться не только в воздухе, но и в воде.

Этим пользуются для определения глубины моря и изучения неровностей морского дна. Прибор, который для этого служит, называется эхолотом. Он улавливает эхо, отраженное от дна. Скорость, с какой звук распространяется в воде хорошо известна. Чем быстрее вернулось эхо, тем меньше глубина. Эхолот измеряет глубину моря и помогает кораблям не сесть на мель.

А чтобы мне лучше узнать что такое эхо, мы провели два опыта в детском саду и один опыт мы с мамой провели на улице в арке.

Первый опыт провели 3 декабря с аквариумом. Я в пустой аквариум прокричала слово и услышала в ответ свое же слово, но когда воспитательница заполнила аквариум газетой, и предложила еще раз прокричать, я ничего не услышала. А не услышала я, потому что аквариум был заполнен газетой, так я думаю. Звук моего голоса не смог отразиться от стенок аквариума, потому что он был полон бумагой.

Второй опыт мы провели через неделю 10 декабря с 3 литровой банкой. В пустую банку я прокричала слово «эхо» и в ответ я услышала «эхо». Потом мы в банку налили воду, и воспитательница попросила меня еще раз прокричать это же слово, но в ответ я ничего не услышала. Я думаю, я не услышала эхо, потому что банка была полна водой. Вода поглотила звук. Эхо в воде могут слышать дельфины, потому что у есть специальные органы, которые могут слышать в воде.

А вот третий опыт мы с мамой провели на выходных 12 декабря. В нашем городе мы нашли арку и, по заданию воспитателя я прокричала слово: «Ау» и в ответ я услышала тоже «Ау».

Затем мы вышли из арки и снова прокричали слово «Ау», но эха не было слышно, потому что вокруг не было стен, препятствий, которые могли быть вернуть мне звук моего голоса.

А вот в роще я слышала эхо везде, но громче там, где лес гуще.

Выводы (результаты работы):

  1. Я узнала, что эхо – это звук, который мы не видим, но слышим и который повторяется. Эхо можно услышать там, где много пустого места, а там, где место нет эхо не слышно.
  1. В помещении, где много вещей, мебели, предметов эхо не слышно, потому, что эти предметы поглощают звук, он становится тише и его не слышно.
  1. Я узнала, что есть такой прибор – эхолот. Он помогает измерять глубину моря, он издает под водой звуки и отправляет их на дно моря и сам же их принимает, считает расстояние до дна или до препятствия.
  1. Я знаю, что в природе эхо помогает дельфинам ловить рыбу.
  1. Я узнала, что в нашем городе эхо можно услышать в арке, в подъезде, в лесу, в роще.

Бывает иной раз, гуляете вы по лесу со своими друзьями, разбредетесь в разные стороны и начинаете весело перекликаться.

Вдруг… что это?

Вы слышите, что кто-то произносит ваши же слова, только приглушенно, тихо, даже немножко печально. Эхо!

Всем очень нравится эхо, забавно его слушать, и вы начинаете кричать на весь лес: «Ау!..» - и долго еще перекликаетесь.

Но что это такое - эхо? Почему оно бывает?

Вы крикнули - и воздух заколебался, потому что всякое звучащее тело колеблется: колеблются струны скрипки, арфы, рояля, колеблются ваши голосовые связки, когда вы говорите. Звучащее тело колеблется, и от него во все стороны по воздуху распространяется волна, а когда она достигает вашего уха, вы слышите звук.

Но вот звуковая волна натыкается на какое-то препятствие, как морская волна на берег, и возвращается обратно, и вы во второй раз слышите свой голос, но только тихий, потому что волна постепенно ослабевает.

Эхо вы слышите далеко не всегда и не всюду. Для этого нужны определенные условия: препятствие, на которое натыкается звуковая волна, должно находиться на достаточном расстоянии, так, чтобы волна не успела вернуться за одну десятую секунды, потому что наше ухо может воспринять ту же самую звуковую волну не меньше, чем через такой промежуток времени.

Вот что такое эхо. Вот почему оно бывает.

Человек понял природу эха, понял его механику. И вот на основе законов отражения звуковой волны человек создал замечательный прибор - эхолот.

Этот прибор, установленный на борту корабля, посылает звуковую волну в глубину моря. Звук распространяется в воде, достигает дна и возвращается обратно, его снова улавливает прибор. Зная скорость распространения звука в воде и проследив, сколько времени прошло между отправлением и приемом звука, ученые определяют глубину моря в этом месте.

А если послать звук не в глубину моря, то есть не по вертикали, а по горизонтали, то можно определить, как далеко находится судно от берега, или во время тумана узнать, нет ли впереди каких-либо препятствий, на которые рискует наткнуться судно: не идет ли навстречу судно, не плавает ли ледяная гора-айсберг? Звуковая волна натыкается на препятствие и возвращается обратно, ее улавливает прибор, который называется гидролокатором, он и сообщает о препятствии капитану.

Не раз белый дельфин во время сильных штормов спасал суда, провожая их среди опасных рифов и подводных скал. Моряки хорошо знали его, полюбили и объявили его жизнь неприкосновенной. Они называли дельфина «белым лоцманом», а лоцманы - это специалисты, которые проводят суда по хорошо изученной ими водной дороге, по фарватеру в порты.

В этой болгарской повести рассказывается о жизни разных морских животных и о природных локаторах, благодаря которым они свободно плавают в глубинах моря, не боясь распороть себе брюхо о коварные рифы, спасаясь от врагов. Локатор - замечательное защитное устройство. Есть оно не только у морских животных.

Природный локатор есть и у летучей мыши.

Очень долго для ученых было загадкой поведение этих маленьких животных, которые свободно летают в темноте, никогда не натыкаясь ни на какие препятствия, всегда ловко их минуя. А на лету они еще умудряются уничтожать комаров и совсем крохотных москитов. Между тем глаза у летучих мышей не отличаются остротой зрения; напротив, они очень плохо видят.

В чем же тут дело?

Только недавно, лет тридцать назад, ученые разгадали этот секрет. Оказывается, у летучих мышей есть свой локатор. Они испускают звуки, которые мы не слышим, наше ухо их не улавливает; звуки эти натыкаются на препятствие, возвращаются обратно, и мыши улавливают их своими огромными ушами. Так что глаза им, в общем-то, без надобности: уши заменяют им глаза, они как бы освещают им окружающий мир мощными звуковыми фарами.

Есть замечательное изобретение, созданное человеком по принципу отражения волны, только не звуковой, а радиоволны.

Радиоволны тоже обладают способностью отражаться от предметов, которые встречаются на их пути. И вот перед второй мировой войной ученые создали прибор, способный обнаруживать вражеские самолеты издалека, еще до того как они появлялись над головой. Этот прибор называют радиолокатором, иначе - радаром.

Радар может обнаруживать и вражеские самолеты в небе, и вражеские суда в море, определяет и расстояние до них, и направление.

Радары нужны не только во время войны, но и в мирное время. Они отличные помощники. Метеорологи с их помощью определяют скорость и направление ветров на большой высоте, обнаруживают скопление грозовых туч. Астрономы, послав радиоволну на наш ближайший спутник - Луну, смогли определить очень точно расстояние до нее. Это только два примера, а их можно привести немало.

Эхо! Природа этого явления давно объяснена. Но в далекой древности оно казалось загадочным и чудесным. И древние греки придумали поэтичную легенду о лесном эхе.

…Жила-была когда-то в лесу прекрасная нимфа по имени Эхо. Она свободно резвилась, пела и танцевала, как ее подруги - богини лугов, ручейков, источников… Но бедная маленькая нимфа Эхо прогневала грозную, могучую богиню Геру, и Гера наказала ее, запретив ей разговаривать. Нимфа Эхо только и могла теперь что повторять чужие слова.

Вот почему мы и слышим иногда в лесу печальный голос нимфы Эхо. И Пушкин, плененный поэтичностью лесного эха, создал о нем чудесные стихи:

Ревет ли зверь в лесу глухом, Трубит ли рог, гремит ли гром, Поет ли дева за холмом - На всякий звук Свой отклик в воздухе пустом Родишь ты вдруг.

Эхо. Что мы знаем об этом интересном физическом явлении? Кто хорошо помнит школьный курс физики, то наверняка ответит, что эхо является физическим явлением, суть которого заключается в принятии наблюдателем волны, что отразилась от какого-либо препятствия. Однако эхо отнюдь не так просто как кажется. В этой статье будут приведены несколько интересных фактов об этом по-настоящему удивительном физическом явлении, которых Вы, возможно, не знали. Итак, начнем.

Что такое эхо?

Как было сказано выше, эхо – это отраженная от какого-либо препятствия звуковая волна (впрочем, она может быть и электромагнитной, но такое эхо вы, разумеется, не услышите). Отраженные звуковые волны возвращается к наблюдателю (источнику шума), который порой может услышать их гораздо позже. Именно этот отраженный от препятствий звук и зовется эхом.

О происхождении слова эхо

Слово это имеет довольно интересную историю. В русский язык оно пришло из немецкого слова echo. В немецкий язык это слово попало, как и множество других слов в западноевропейских языках, из латыни — ēсhō . А латынь переняло это слово из греческого — ἠχώ , что означало «отзвук».

Условия для существования эхо

Для появления эхо нужно несколько условий. Вы никогда не задумывались, почему эхо не слышно в квартире или магазине, но при этом его крайне легко услышать в горах? Дело в том, что человеческое ухо слышит эхо только тогда, когда отраженный звук звучит отдельно от произнесенного, а не «наслаивается» на него. Для создания такого эффекта необходимо, чтобы время, прошедшее между влиянием самого звука и отраженной волны на ухо прошло не меньше 0,06 секунд. В обычной обстановке (например, в квартире) это не случится из-за небольшого расстояния и различных предметов, которые также поглощают звук.

Иногда эхо подавляют

Существует термин «эхоподавление». Он используется в телефонии. Процесс эхоподавления являет собой удаление ненужного в связи эха, которое ухудшает качество связи. Эхоподавление нужно не только для улучшения качества звука, но и для увеличения пропускной способности у канала связи.

Существует помещение, где эхо нет вообще. Оно называется безэховая камера. Безэховые камеры бывают двух видов. Каждый вид служит для «глушения» того или иного вида эха. Проще говоря, в такой камере звук (или радиоволны) просто не отражаются от стен. Первый – акустический тип. Он, как понятно из названия, служит для подавления обычного звукового эха. Второй, соответственно, радиочастотный и необходим для подавления отражения радиоволн.

Световое эхо – это астрономический термин. Это явление возникает при резкой вспышке света (например, при вспышках новых звезд). При такой вспышке свет отражается от объектов и доходит до наблюдателя значительно позже.

Мировое эхо

Мировое эхо, оно же «эхо длинной задержки» это особенный эффект, связанный с радиоволнами. Этот особый вид эха являет собой звук, иногда возникающий в диапазоне коротких волн, который возвращается через некоторое время после передачи сигнала. Это необычное и труднообъяснимое явление было в 1927 году скандинавом Йоргеном Хальсом.

Древнегреческий миф о природе эха

Древние греки объясняли многие природные явления мифами. Не стало исключением и эхо. Миф о рождении эха гласит примерно следующее: однажды ревнивая жена Зевса Гера наказала прекрасную нимфу Эхо, запретив ей отвечать на вопросы – Эхо могла лишь повторять последние слова, обращенные ей. Эхо увидела прекрасного Нарцисса, гуляющего по лесу. Он, услышав шорох, воскликнул:

  • -Кто здесь?
  • -Здесь! – прокричала в ответ Эхо.
  • -Иди сюда!
  • -Сюда! – радостно ответила Эхо, побежав навстречу Нарциссу, но тот оттолкнул ее, ведь он считал, что его любви достоин лишь он сам. Так и прячется теперь прекрасная нимфа в лесах и горах, изредка повторяя слова путников.

Об эхолокации

Все знают, что летучие мыши и дельфины используют эхолокацию для ориентирования в пространстве. Однако мало кто может ответить на вопрос «а как же это все работает?». А работает это примерно так. В первую очередь мышь испускает ультразвук. Дальше она улавливает эхо того самого испущенного ей звука, отразившегося от объектов. Летучая мышь обладает способностью распознавать сверхкороткие промежутки, что проходят от испускания звукового сигнала до возвращения эха. Таким образом мышь определяет расстояние между деревьями или другими объектами, а также «видит» как далеко находится от нее то или иное насекомое. Что удивительно – летучая мышь прекрасно различает эхо от статичного (недвижимого) объекта от объекта движущегося.

У дельфинов эхолокацию обнаружили больше полувека назад. Дельфины так же, как и летучие мыши, используют ультразвук, в основном частоты 80-100 гКц . Испускаемые сигналы у дельфинов невероятно мощны: например, они могут «увидеть» стаю рыб на расстоянии более одного километра!

Небольшие интересные факты

  • Если расстояние от источника шума до ближайшего препятствия (стены или скалы), то эхо не образуется.
  • Знаменитая немецкая река Рейн полна сюрпризов. Например, там есть место, где эхо повторяется 20 раз
  • В городе Верден, что во Франции, есть две башни. Если крикнуть стоя между ними, то эхо от своего голоса вы услышите до 11 раз.
  • Ухо Диониса – настоящий рекордсмен в области эхо. Это грот в Сиракузах, по форме и впрямь напоминающий человеческое ухо. Но интересен он отнюдь не этим. За счет своей формы грот делает эхо невероятно сильным. Бросок камня или простой хлопок отзовутся из тьмы настоящим громом

Даже если вы ни разу не были в горах, вы все равно наверняка знаете, что такое эхо и не раз с ним встречались. Эхо может подстерегать нас где угодно в арке дома, в пустой квартире, в лесу.

Что такое эхо и как его услышать?

Эхо это отражение звука. Эхо проходят в физике в девятом классе, поэтому наверняка все знают, как оно возникает. Звук отражается, иногда даже несколько раз, от различных поверхностей и возвращается к нам. Возникает вопрос почему же мы слышим эхо не всегда, а в некоторых случаях? Почему мы не слышим эхо в маленьких помещениях, например?

Дело в том, что, во-первых, находящиеся в помещениях вещи и мебель гасят отраженные звуки, поглощая эхо. Во-вторых, чтобы наш мозг различил отраженный сигнал отдельно от посланного, в виде эхо, нужно, чтобы разница между ними составила не меньше шести сотых секунды.

Можно легко подсчитать, учитывая, что скорость звука равна примерно 340 м/с, что на расстоянии трех метров от стены до отраженный звук дойдет обратно уже через примерно две сотых секунды. Такого времени для мозга мало, он не воспримет эти два звука отдельно.

А в больших помещениях, где сигнал не гасится большим количеством мебели, и расстояние до стен велико, звуку может понадобиться больше шести сотых секунды, чтобы вернуться к нам отраженным. В таком случае мы услышим эхо.

Где лучше всего слышно эхо?

Высоко в горах, где нет мебели, и звук отражается легко от скал, а расстояние между скалами велико, можно слышать эхо своего крика не единожды. Отражаясь от скал, находящихся на разном расстоянии, звук приходит с большим опозданием, поэтому мы слышим повторяющееся эхо.

Примерно так же происходит и в лесу, где звук отражается от стволов деревьев. Правда в лесу звук поглощается листвой, травой и землей, а в горах часто звук поглощать нечему, и поэтому громкий крик может легко вызвать обвал.

Колебания звуковой волны передаются скалам, и слабо держащиеся на склонах камни и снежные массы могут запросто сорваться вниз от возникшей вибрации. Катясь, они сбивают по пути новые камни и снег, возникает лавина. Поэтому следует всегда помнить в горах об опасности обвала и не кричать лишний раз без надобности.

На использовании эха основан принцип действия рупора. Рупор представляет собой расширяющуюся круглую трубу. Человек говорит в узкий конец, звук его голоса несколько раз отражается от стенок рупора и выходит через широкий конец в одном направлении, не рассеиваясь во все стороны. Таким образом, усиливается его мощность в заданном направлении, и звук может распространяться на большее расстояние.