Aidas atsiranda, kai garso bangos, sklindančios iš šaltinio (vadinamos krintančiomis bangomis), susiduria su tvirta kliūtimi, pavyzdžiui, kalno šonu. Garso bangos nuo tokių kliūčių atsispindi kampu, lygiu jų kritimo kampui.

Pagrindinis veiksnys, lemiantis aido atsiradimą, yra kliūties atstumas nuo garso šaltinio. Kai šalia yra kliūtis, atsispindėjusios bangos grįžta pakankamai greitai, kad susimaišytų su pradinėmis bangomis nesukeldamos aido. Jei kliūtis nutolusi ne mažiau kaip 15 metrų, atsispindėjusios bangos grįžta po to, kai krintančios bangos būna išsklaidytos. Dėl to žmonės girdės pasikartojantį garsą, tarsi jis sklindantis iš kliūties krypties. Akustiniai inžinieriai turi suprojektuoti auditorijas ir koncertų sales, kad atsižvelgtų į aido generavimą, pridėdami garsą sugeriančių elementų ir pašalindami pernelyg atspindinčius paviršius.

Refleksijos taisyklė

Šio eksperimento metu garso generatoriaus žemo dažnio bangos praeina pro stiklinį vamzdį A, atsispindi nuo veidrodžio ir patenka į vamzdį B. Eksperimentu įrodoma, kad bangos atspindžio kampas lygus jos kritimo kampui.

Dieną – greičiau

Šiltame ore šalia žemės garsas sklinda greičiau (paveikslėlis po tekstu) ir sulėtėja, kai pasiekia vėsesnius viršutinius atmosferos sluoksnius. Šis temperatūros pokytis sukelia bangos lūžimą (nukrypimą) aukštyn.

Naktį lėčiau

Žemesnė nakties oro temperatūra šalia žemės paviršiaus sulėtina garso sklidimą (paveikslėlis po tekstu). Šiltesniuose viršutiniuose sluoksniuose garso greitis didėja.

Garsas keliauja su vėju

Vėjo greitis dideliame aukštyje yra daug didesnis nei šalia žemės. Kai garso bangos sklinda iš sausumos šaltinio, jos keliauja kartu su vėju. Prieš vėją besiklausantis klausytojas išgirs tik silpną, vos girdimą garsą; pavėjui esantis klausytojas išgirs varpą labai dideliu atstumu.

Net jei niekada nesate buvę kalnuose, vis tiek tikriausiai žinote, kas yra aidas, ir su juo susidūrėte ne kartą. Aidas gali mūsų laukti bet kur namo arkoje, tuščiame bute, miške.

Kas yra aidas ir kaip jį išgirsti?

Aidas yra garso atspindys. Devintoje klasėje fizikos mokomasi aidų, tad turbūt visi žino, kaip tai kyla. Garsas atsispindi, kartais net kelis kartus, nuo įvairių paviršių ir grįžta į mus. Kyla klausimas: kodėl ne visada girdime aidą, bet kai kuriais atvejais? Kodėl, pavyzdžiui, mažose patalpose negirdime aidų?

Faktas yra tas, kad, pirma, patalpose esantys daiktai ir baldai slopina atsispindėjusius garsus, sugerdami aidą. Antra, kad mūsų smegenys atskirtų atspindėtą signalą nuo siunčiamo aido pavidalu, skirtumas tarp jų turi būti ne mažesnis kaip šešios šimtosios sekundės dalys.

Atsižvelgiant į tai, kad garso greitis yra maždaug 340 m/s, galima nesunkiai apskaičiuoti, kad trijų metrų atstumu nuo sienos atsispindėjęs garsas pasieks atgal maždaug per dvi šimtąsias sekundės dalis. Šio laiko smegenims neužtenka, jos nesuvoks šių dviejų garsų atskirai.

O didelėse patalpose, kur signalo neslopina didelis baldų kiekis, o atstumas iki sienų didelis, garsas gali užtrukti daugiau nei šešias šimtąsias sekundės dalis, kad sugrįžtų pas mus atsispindėjęs. Tokiu atveju išgirsime aidą.

Kur geriausiai girdimas aidas?

Aukštai kalnuose, kur nėra baldų, o garsas lengvai atsispindi nuo uolų, o atstumas tarp uolų didelis, ne kartą girdi savo šauksmo aidą. Atsispindi nuo uolų, esančių ant skirtingais atstumais, garsas ateina labai vėlai, todėl girdime pasikartojantį aidą.

Daug kas tas pats vyksta miške, kur garsas atsispindi nuo medžių kamienų. Tiesa, miške garsą sugeria lapai, žolė ir žemė, tačiau kalnuose dažnai nėra ko sugerti garsą, todėl garsus riksmas gali lengvai sukelti griūtį.

Garso bangos virpesiai perduodami uolienoms, o šlaituose silpnai laikomi akmenys ir sniego masės gali lengvai nukristi nuo susidariusios vibracijos. Riedėdami jie nuverčia naujus akmenis ir sniegą, sukeldami laviną. Todėl kalnuose visada reikėtų prisiminti apie griūties pavojų ir be reikalo nešaukti.

Garso signalo veikimo principas pagrįstas aido naudojimu. Ragas yra besiplečiantis apvalus vamzdis. Žmogus kalba į siaurą galą, jo balso garsas kelis kartus atsispindi nuo rago sienelių ir pro platųjį galą išeina į vieną pusę, nesisklaidydamas į visas puses. Taigi jo galia padidinama tam tikra kryptimi, o garsas gali nukeliauti didesnį atstumą.

Būna kartais, eini su draugais per mišką, nuklysti į skirtingas puses ir imi linksmai vieni kitiems skambinti.

Staiga... kas tai?

Girdi, kad kažkas taria tuos pačius tavo žodžius, tik dusliai, tyliai, net šiek tiek liūdnai. Aidas!

Visiems labai patinka aidas, juokinga jo klausytis, o tu pradedi šaukti visam miškui: „Ai!..“ - ir ilgai skambini.

Bet kas yra šis aidas? Kodėl taip atsitinka?

Tu šaukei – ir oras virpėjo, nes virpa kiekvienas skambantis kūnas: virpa smuiko, arfos, fortepijono stygos, kalbant virpa balso stygos. Skambantis kūnas vibruoja, o nuo jo oru į visas puses sklinda banga, o pasiekusi ausį girdi garsą.

Bet tada garso banga susiduria su kokia nors kliūtimi, pavyzdžiui, jūros banga krante, ir grįžta atgal, ir antrą kartą girdi savo balsą, bet tik tylų, nes banga pamažu silpsta.

Ne visada ir ne visur girdi aidą. Tam mums reikia tam tikromis sąlygomis: Kliūtis, su kuria susiduria garso banga, turi būti pakankamu atstumu, kad banga nespėtų grįžti per vieną dešimtąją sekundės dalį, nes mūsų ausis tą pačią garso bangą gali suvokti ne mažiau nei po tokio laiko.

Štai kas yra aidas. Todėl taip ir atsitinka.

Žmogus suprato aido prigimtį, suprato jo mechaniką. Ir taip, remdamasis garso bangų atspindžio dėsniais, žmogus sukūrė nuostabų įrenginį – echolotą.

Šis laive sumontuotas įrenginys siunčia garso bangą į jūros gelmes. Garsas keliauja vandeniu, pasiekia dugną ir grįžta atgal, o prietaisas jį vėl paima. Žinodami garso greitį vandenyje ir stebėdami, kiek laiko praėjo nuo išvykimo iki garso priėmimo, mokslininkai nustato jūros gylį šioje vietoje.

O jei garsą siunčiate ne į jūros gelmes, tai yra ne vertikaliai, o horizontaliai, tuomet galite nustatyti, kiek laivas yra nuo kranto, arba rūko metu sužinoti, ar priekyje nėra kliūčių laivas rizikuoja įskristi: Ar prie jūsų atplaukia laivas, ar plūduriuoja ledkalnis? Garso banga susiduria su kliūtimi ir grįžta, ją paima prietaisas, vadinamas sonaru, ir praneša apie kliūtį kapitonui.

Ne kartą baltasis delfinas gelbėjo laivus per smarkias audras, vesdamas juos per pavojingus rifus ir povandenines uolas. Jūreiviai jį gerai pažinojo, įsimylėjo ir paskelbė jo gyvybę neliečiama. Delfiną jie vadino „baltuoju locmanu“, o locmanai yra specialistai, vedžiojantys laivus gerai ištirtu vandens keliu, farvateriu į uostus.

Ši bulgarų istorija pasakoja apie įvairių jūros gyvūnų gyvenimą ir apie natūralius lokatorius, kurių dėka jie laisvai plaukioja jūros gelmėse, nebijodami plėšyti pilvo ant klastingų rifų, bėgdami nuo priešų. Lokatorius yra nuostabi apsauginė priemonė. Jis randamas ne tik jūrų gyvūnuose.

Šikšnosparnis taip pat turi natūralų lokatorių.

Labai ilgą laiką šių mažų gyvūnų, kurie laisvai skraido tamsoje, niekada neatsitrenkia į jokias kliūtis, visada mikliai jų vengia, elgesys mokslininkams buvo paslaptis. O skraidydami jie vis tiek sugeba sunaikinti uodus ir labai mažyčius uodus. Tuo tarpu šikšnosparnių akys regėjimo aštrumu nesiskiria; priešingai, jie mato labai prastai.

Kas atsitiko?

Tik neseniai, maždaug prieš trisdešimt metų, mokslininkai išaiškino šią paslaptį. Pasirodo, šikšnosparniai turi savo lokatorių. Jie skleidžia garsus, kurių mes negirdime, mūsų ausis jų nepagauna; Šie garsai susiduria su kliūtimi, sugrįžta, o pelės gaudo juos didžiulėmis ausimis. Taigi apskritai jiems nereikia akių: ausys pakeičia akis, jos tarsi jas apšviečia mus supantį pasaulį galingi garso priekiniai žibintai.

Yra nuostabus išradimas, kurį žmogus sukūrė bangos atspindėjimo principu, tik ne garso bangą, o radijo bangą.

Radijo bangos taip pat turi galimybę atsispindėti nuo objektų, kurie patenka į jų kelią. O prieš Antrąjį pasaulinį karą mokslininkai sukūrė prietaisą, galintį aptikti priešo lėktuvus iš toli, dar prieš jiems pasirodant virš galvos. Šis prietaisas vadinamas radaru, kitaip dar vadinamas radaru.

Radaras gali aptikti priešo lėktuvus danguje ir priešo laivus jūroje, nustatyti jų atstumą ir kryptį.

Radarai reikalingi ne tik karo, bet ir taikos metu. Jie yra puikūs pagalbininkai. Meteorologai jais nustato vėjo greitį ir kryptį dideliame aukštyje bei aptinka perkūnijos debesų kaupimąsi. Astronomai, pasiuntę radijo bangą į artimiausią mūsų palydovą Mėnulį, sugebėjo labai tiksliai nustatyti atstumą iki jo. Tai tik du pavyzdžiai, bet galima pateikti daug.

Aidas! Šio reiškinio prigimtis jau seniai paaiškinta. Tačiau senovėje tai atrodė paslaptinga ir nuostabi. O senovės graikai sugalvojo poetinę legendą apie miško aidą.

...Kartą miške gyveno graži nimfa, vardu Aidas. Ji laisvai linksminosi, dainavo ir šoko, kaip ir jos draugės – pievų, upelių, šaltinių deivės... Tačiau vargšė mažoji nimfa Aidas supykdė siaubingą galingą deivę Herą, o Hera nubaudė ją uždraudusi kalbėti. Nimfa Aidas dabar galėjo tik kartoti kitų žmonių žodžius.

Todėl kartais girdime liūdną nimfos Echo balsą. O Puškinas, pakerėtas miško aido poezijos, sukūrė apie tai nuostabius eilėraščius:

Ar riaumoja gyvulys gilioje girioje, Ar ūžia ragas, ar griaustinis riaumoja, Ar už kalno mergelė dainuoja - Į kiekvieną garsą Tu staiga pagimdi savo atsaką tuščiame ore.

Aidas. Ką mes žinome apie šį įdomų fizinį reiškinį? Kas gerai atsimena mokyklinį fizikos kursą, tikriausiai atsakys, kad aidas yra fizikinis reiškinys, kurio esmė ta, kad stebėtojas gauna bangą, kuri atsispindi nuo kokios nors kliūties. Tačiau aidas nėra toks paprastas, kaip atrodo. Šiame straipsnyje bus pateikti keli įdomių faktų apie šį tikrai nuostabų fizinį reiškinį, kurio galbūt nežinojote. Taigi pradėkime.

Kas yra aidas?

Kaip minėta aukščiau, aidas – tai garso banga, atsispindinti nuo kokios nors kliūties (tačiau ji gali būti ir elektromagnetinė, bet tokio aido, žinoma, neišgirsite). Atsispindėjusios garso bangos grįžta į stebėtoją (triukšmo šaltinį), kuris kartais jas gali išgirsti daug vėliau. Būtent šis nuo kliūčių atsispindėjęs garsas vadinamas aidu.

Apie žodžio aidas kilmę

Šis žodis turi gana įdomią istoriją. Jis atėjo į rusų kalbą iš vokiško žodžio echo. Šis žodis, kaip ir daugelis kitų Vakarų Europos kalbų žodžių, atėjo į vokiečių kalbą iš lotynų kalbos - ēсhō. Ir lotynų kalba šį žodį perėmė iš graikų kalbos - ἠχώ , o tai reiškė „aidas“.

Aido egzistavimo sąlygos

Kad atsirastų aidas, reikalingos kelios sąlygos. Ar kada susimąstėte, kodėl aido nesigirdi nei bute, nei parduotuvėje, bet tuo pačiu jį itin lengva išgirsti kalnuose? Faktas yra tas, kad žmogaus ausis girdi aidą tik tada, kai atsispindėjęs garsas skamba atskirai nuo tariamo garso, o ne ant jo „sluoksniuojasi“. Norint sukurti tokį efektą, būtina, kad laikas nuo paties garso poveikio iki atsispindinčios bangos ausyje būtų ne mažesnis kaip 0,06 sekundės. Įprastoje aplinkoje (pavyzdžiui, bute) tai neįvyks dėl trumpas atstumas ir įvairūs objektai, kurie taip pat sugeria garsą.

Kartais aidas nuslopinamas

Yra terminas, vadinamas aido panaikinimu. Jis naudojamas telefonijoje. Aido panaikinimo procesas yra nereikalingo aido pašalinimas, o tai pablogina ryšio kokybę. Aido panaikinimas reikalingas ne tik garso kokybei pagerinti, bet ir pagerinti pralaidumo komunikacijos kanale.

Yra kambarys, kuriame visiškai nėra aido. Tai vadinama aidotine kamera. Yra dviejų tipų beaidės kameros. Kiekvienas tipas skirtas „užstrigti“ vienokiam ar kitokiam aido tipui. Paprasčiau tariant, tokioje kameroje garsas (ar radijo bangos) tiesiog neatsispindi nuo sienų. Pirmasis yra akustinis tipas. Jis, kaip rodo pavadinimas, slopina įprastą garso aidą. Antrasis, atitinkamai, yra radijo dažnis ir yra būtinas radijo bangų atspindžiui slopinti.

Šviesos aidas yra astronominis terminas. Šis reiškinys atsiranda, kai yra staigus šviesos blyksnis (pavyzdžiui, protrūkio metu). Su tokia blykste šviesa atsispindi nuo objektų ir stebėtoją pasiekia daug vėliau.

Pasaulio aidas

Pasaulio aidas, taip pat žinomas kaip „ilgo uždelsimo aidas“, yra specialus efektas, susijęs su radijo bangomis. Šis specialus aido tipas yra garsas, kuris kartais pasigirsta diapazone trumpos bangos, kuris grįžta praėjus kuriam laikui po signalo perdavimo. Šį neįprastą ir sunkiai paaiškinamą reiškinį 1927 metais atrado skandinavas Jorgenas Halsas.

Senovės graikų mitas apie aidų prigimtį

Senovės graikai daugybę gamtos reiškinių aiškino mitais. Echo nebuvo išimtis. Mitas apie aido gimimą skamba maždaug taip: vieną dieną pavydi Dzeuso žmona Hera nubaudė gražuolę nimfą Aidą, uždrausdama jai atsakyti į klausimus – Aidas galėjo tik pakartoti. paskutiniai žodžiai adresuotas jai. Aidas pamatė gražuolį Narcizą, einantį per mišką. Jis išgirdo ošimą ir sušuko:

• -Kas čia?
• - Čia! – sušuko Aidas.
• -Ateik čia!
• - Čia! – džiaugsmingai atsakė Aidas, bėgdamas link Narcizo, bet jis ją atstūmė, nes tikėjo, kad tik jis pats yra vertas savo meilės. Taigi dabar gražuolė nimfa slepiasi miškuose ir kalnuose, retkarčiais kartodama keliautojų žodžius.

Apie echolokaciją

Visi žino, kad šikšnosparniai ir delfinai naršydami erdvėje naudoja echolokaciją. Tačiau nedaugelis gali atsakyti į klausimą „kaip visa tai veikia? Ir tai veikia maždaug taip. Visų pirma, pelė skleidžia ultragarsą. Tada ji pagauna to paties jai skleidžiamo garso, atsispindinčio nuo daiktų, aidą. Šikšnosparnis turi galimybę atpažinti itin trumpus intervalus, kurie praeina nuo emisijos garso signalas kol sugrįš aidas. Tokiu būdu pelė nustato atstumą tarp medžių ar kitų objektų, taip pat „mato“, kiek nuo jo yra tas ar kitas vabzdys. Stebina tai, kad šikšnosparnis puikiai atskiria aidą nuo statinio (nejudančio) objekto nuo judančio objekto.

Echolokacija delfinuose buvo aptikta daugiau nei prieš pusę amžiaus. Delfinai, kaip ir šikšnosparniai, naudoja ultragarsą, daugiausia dažnius 80-100 gHz. Delfinų skleidžiami signalai yra neįtikėtinai galingi: pavyzdžiui, jie gali „pamatyti“ žuvų būrį daugiau nei už vieno kilometro!

Maži įdomūs faktai

• Jei atstumas nuo triukšmo šaltinio iki artimiausios kliūties (sienos ar uolos), aidas nesusidaro.
• Garsioji Vokietijos upė Reinas kupina netikėtumų. Pavyzdžiui, yra vieta, kur aidas kartojasi 20 kartų
• Verdun mieste, Prancūzijoje, yra du bokštai. Jei šauksi stovėdamas tarp jų, savo balso aidą išgirsi net 11 kartų.
• Dioniso ausis yra tikras rekordininkas aido srityje. Tai Sirakūzų grota, suformuota kaip žmogaus ausis. Bet ne tai jį daro įdomų. Dėl savo formos grota aidą daro neįtikėtinai stiprų. Metimas akmeniu ar paprastas plojimas iš tamsos aidi tikru griaustiniu