Звуковые волны в средах. Фазовая и групповая скорость. Эффект Доплера

264. Человеческое ухо может воспринимать звуки частотой приблизительно от 20 до 20000 Гц. Между какими длинами волн лежит интервал слышимости звуковых колебаний? Скорость звука в воздухе считать равной 340 м/сек.

265. Звуковые колебания, имеющие частоту 500 Гц и амплитуду 0, 25 мм, распространяются в упругой среде. Длина волны 0, 7 м. Найти: 1) скорость распространения волн; 2) максимальную скорость частиц среды.

266. Радиолокатор работает на длине волны 20 см и излучает 2000 импульсов в секунду длительностью 0, 02 мкс каждый. Определить число колебаний N в одном импульсе и глубину действия радиолокатора.

267. При помощи эхолота измерялась глубина моря. Какова была глубина моря, если промежуток времени между возникновением звука и его приемом был равен 2, 5 сек? Коэффициент сжатия воды 4, 6 10^-11 м²/Н и плотность морской воды 1030 кг/м³.

268. Фазовая скорость света в некоторой среде зависит от длины волны по закону (b - константа, p – число, меньшее единицы). Найти выражение для групповой скорости.

269. Найти скорость распространения звука в воздухе при температурах: 1) -20 ^оС; 2) 0^оС; 3) +20 ^оС.

270. Для определения температуры верхних слоев атмосферы нельзя пользоваться термометром, так как вследствие малой плотности газа термометр не придет в тепловое равновесие с окружающей средой. Для этой цели пускают ракету с гранатами, взрываемыми при достижении определенной высоты. Найти температуру на высоте 20 км от поверхности Земли, если известно, что звук от взрыва, произведенного на высоте 21 км, пришел позже на 6, 75 сек звука от взрыва, произведенного на высоте 19 км.

271. Во сколько раз скорость распространения звука в воздухе летом (температура +27 ^оС) больше скорости распространения звука зимой (температура -33 ^оС).

272. Два поезда идут навстречу друг другу со скоростями 72 км/ч и 54 км/ч. Первый поезд дает свисток с частотой 600 Гц. Найти частоту колебаний звука, который слышит пассажир второго поезда: 1) перед встречей поездов, 2) после встречи поездов. Скорость звука принять равной 340 м/сек.

273. Зная, что средняя квадратичная скорость молекул двухатомного газа в условиях опыта была равна 461 м/с, найти скорость распространения звука в газе при этих условиях.

274. Когда поезд проходит мимо неподвижного наблюдателя, высота тона гудка паровоза меняется скачком. Какой процент от истинной частоты тона составляет величина скачка, если поезд движется со скоростью 60 км/ч?

275. Фазовая скорость поверхностной волны длиной l определяется соотношением , где g –ускорение свободного падения. Определить групповую скорость, если l =400 м.

276. Зная, что средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул одного киломоля азота равна 3, 4 10 кДж, найти скорость распространения звука в азоте при этих условиях.

277. Ружейная пуля летит со скоростью 200 м/с. Найти, во сколько раз изменится высота тона свиста пули для неподвижного наблюдателя, мимо которого пролетает пуля. Скорость звука принять равной 333 м/с.

278. Найти скорость распространения звука в двухатомном газе, если известно, что плотность этого газа при давлении 760 мм рт.ст. равна 1, 29 10 г/см^-3.

279. Наблюдатель на берегу моря слышит звук пароходного гудка. Когда наблюдатель и пароход находятся в покое, воспринимаемый наблюдателем звук соответствует частоте 420 Гц. Когда пароход движется по направлению к наблюдателю, частота воспринимаемого звука равна 430 Гц. При движении парохода в направлении от наблюдателя частота равна 415 Гц. Определить скорость парохода в первом и во втором случаях, если скорость звука при условиях опыта равна 338 м/с.

280. Найти скорость распространения звука в воздухе при температурах: 1) -20 ^оС; 2) 0^оС; 3) +20 ^оС.

281. Два поезда идут навстречу друг другу с одинаковой скоростью. Какова должна быть их скорость, чтобы высота тона свистка одного из них, слышимого на другом, изменялась в 9/8 раза? Скорость звука принять равной 335 м/сек.

282. Фазовая скорость света в некоторой среде зависит от длины волны по закону (b - константа, p – число, меньшее единицы). Найти выражение для групповой скорости.

283. Зная, что средняя квадратичная скорость молекул двухатомного газа в условиях опыта была равна 461 м/с, найти скорость распространения звука в газе при этих условиях.

284. Летучая мышь летит перпендикулярно к стене со скоростью 6, 0 м/с, издавая ультразвук частотой 4, 5 10⁴ Гц. Звук каких двух частот слышит летучая мышь? Скорость звука принять равной 340 м/с.

285. Звуковые колебания, имеющие частоту 500 Гц и амплитуду 0, 25 мм, распространяются в упругой среде. Длина волны 0, 7 м. Найти: 1) скорость распространения волн; 2) максимальную скорость частиц среды.

286. Два поезда идут навстречу друг другу с одинаковой скоростью. Какова должна быть их скорость, чтобы высота тона свистка одного из них, слышимого на другом, изменялась в 9/8 раза? Скорость звука принять равной 335 м/сек.

287. Летучая мышь летит перпендикулярно к стене со скоростью 6, 0 м/сек, издавая ультразвук частотой 4, 5× 10⁴ Гц. Звук каких двух частот слышит летучая мышь? Скорость звука принять равной 340 м/сек.

288. Звуковые колебания, имеющие частоту 500 Гц и амплитуду 0, 25 мм, распространяются в упругой среде. Длина волны 0, 7 м. Найти: 1) скорость распространения волн; 2) максимальную скорость частиц среды.