La velocità del suono in aria è di 330 m/s, mentre quella in acqua è di 1480 m/s in condizioni tipiche. Ma la frequenza del suono cambia con la media? Discutiamo in dettaglio.
La frequenza del suono rimane la stessa ma la lunghezza d'onda e la velocità cambiano in mezzi diversi. La frequenza dipende solo dalla sorgente dell'onda sonora, mentre la velocità e la lunghezza d'onda sono i parametri che variano quando si viaggia attraverso mezzi diversi poiché dipendono dal mezzo in cui viaggia l'onda.
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Perché la frequenza non cambia in mezzi diversi?
Onde sonore rientra nella categoria delle onde longitudinali e richiede un mezzo materiale per la propagazione.
Il numero di onde che avanzano attraverso un punto fisso del mezzo in un secondo o il numero di vibrazioni di una particella nel mezzo mentre l'onda viaggia è la sua frequenza. Poiché una particella nel mezzo vibra con una frequenza particolare, anche la particella vicina inizia a vibrare con la stessa frequenza. La frequenza è indipendente dal mezzo mentre la velocità delle onde sonore dipende dall'elasticità e dalla densità del mezzo.
v=√E/ρ
La frequenza dell'onda sonora cambia solo quando c'è un cambiamento nella sorgente dell'onda ed è indipendente dalla rigidità del mezzo materiale.
È per questo; la velocità del suono è diversa nei solidi e nei liquidi.
Sappiamo, v = fλ
Dove, v è la velocità, f è la frequenza, λ è rispettivamente la lunghezza d'onda dell'onda sonora.
La velocità e la lunghezza d'onda delle onde sonore cambiano in modo da mantenere la frequenza costante. Quindi le onde sonore che si muovono ad alta velocità avrebbero lunghezze d'onda grandi in modo che la frequenza non cambi.
Poche istanze/esempi attivi La frequenza del suono cambia con un valore medio
Il nostro cervello percepisce la frequenza dell'onda sonora come tono. Quindi cambiare l'altezza di un suono equivale a cambiare la sua frequenza. Ecco alcuni esempi che analizzano se la frequenza del suono cambia con la media:
- La frequenza del suono di qualsiasi strumento musicale
- Il cinguettio degli uccelli
- Il suono prodotto dal suono delle campane
La frequenza del suono di qualsiasi strumento musicale
La frequenza del suono prodotto da uno strumento musicale non cambia con il mezzo poiché dipende solo dalla sua fonte.
Crediti immagine: Pixabay
Ad esempio, la frequenza del suono prodotto da una chitarra non cambia poiché si propaga attraverso diversi media. La sua frequenza cambia solo quando il musicista cambia le note. Le corde della chitarra sono la fonte della frequenza del suono musicale prodotto dalla chitarra. Il cambiamento di frequenza è percepito dagli ascoltatori come il cambiamento di intonazione.
Il cinguettio degli uccelli
La fonte della frequenza del suono prodotto dal cinguettio degli uccelli è la loro corda vocale. Ogni volta che cambiano le vibrazioni delle corde vocali, cambia la frequenza ma non cambia con il mezzo.
Il suono prodotto dal suono delle campane
Per spiegare in modo più rozzo, supponiamo che una campana venga fatta vibrare 4 volte al secondo. Ciò implica che la frequenza è di 4 Hz. Le molecole d'aria circostanti iniziano a vibrare con la stessa frequenza e vengono trasferite alle molecole vicine. Nessun altro agente può modificare la frequenza della vibrazione anche quando si cambia il mezzo.
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Domande frequenti: La frequenza del suono cambia con la media
L'onda sonora è trasversale o longitudinale? Spiega ognuno di loro.
Suono wave è un esempio per un longitudinale onda.
Un'onda longitudinale può essere descritta come il tipo di onda in cui la vibrazione delle particelle nel mezzo è lungo la direzione di propagazione dell'onda. Al contrario, un'onda in cui la vibrazione delle particelle in un mezzo è perpendicolare alla direzione di propagazione dell'onda è definita onda trasversale.
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L'onda luminosa, una radiazione elettromagnetica, è un esempio per un'onda trasversale dove le vibrazioni del campo elettrico, le vibrazioni del campo magnetico e la direzione di propagazione sono tra loro perpendicolari.
Che cos'è l'effetto Doppler nei suoni?
Effetto Doppler nelle onde sonore è l'apparente cambiamento nella frequenza del suono percepito dall'osservatore quando la sorgente o l'osservatore o entrambi si avvicinano o si allontanano l'uno dall'altro.
Una semplice dimostrazione dell'effetto Doppler è quando un oggetto che produce un suono si muove verso di noi, la frequenza del suono aumenta o sentiamo un suono con un tono acuto. E quando la sorgente si allontana da noi, la frequenza del suono diminuisce o sentiamo un suono di tono basso.
L'esempio più comunemente osservato che dimostra questo effetto è il cambiamento di tono del suono sentito da un'ambulanza quando si muove più velocemente con la sua sirena. Quando l'ambulanza si avvicina a noi, sentiamo un suono acuto e quando si allontana, si sente un suono acuto.
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La formula per trovare la frequenza del suono osservata nell'effetto Doppler è data da
f'=f (v' v0)/(v' vs)
Dove f’ è la frequenza osservata
f è la frequenza effettiva
v è la velocità delle onde sonore
v0 è la velocità dell'osservatore
vs è la velocità della sorgente
A seconda che la sorgente e l'osservatore si avvicinino o si allontanino, e dalla velocità della sorgente e dell'osservatore, la formula sopra varia leggermente in situazioni diverse. Ci sono quattro diversi casi:
- Quando la sorgente si avvicina all'osservatore che è a riposo
Poiché l'osservatore è a riposo, v0 = 0. Quindi l'equazione diventa
f'=f (v/vvs)
- Quando la sorgente si allontana da un osservatore che è a riposo
Qui, v0=0 e la direzione della velocità della sorgente è opposta, quindi negativa.
Quindi, f'=fv/v-(-vs)
- Quando l'osservatore si avvicina a una sorgente stazionaria
Qui vs= 0. L'equazione diventa
f'=f{v+v0/v}
- Quando l'osservatore si allontana da una sorgente stazionaria
Qui, poiché l'osservatore si sta allontanando, la direzione è opposta
f'=f {vv0/v}
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Ciao, sono Deeksha Dinesh, attualmente conseguendo il post-laurea in Fisica con una specializzazione nel campo dell'Astrofisica. Mi piace fornire concetti in un modo più semplice per i lettori.