Природа шума.

Когда лопается воздушный шарик, в воздухе образуются волны, которые можно сравнить с волнами на воде от брошенного в пруд камня. Волны, образовавшиеся в воздухе, достигают наших ушей, и мы слышим звук разрыва воздушного шарика. Именно эти волны, распространяющиеся в воздухе, принято считать звуком. Звук также передается через твердые тела и жидкости, что известно каждому, кому приходилось, например, прослушивать автомобильный двигатель с помощью отвертки, прило­женной к уху. В воздухе звук обычно передается волнами сжатия и разрежения, а в твердых телах возможна передача звука дру­гими видами волн.

Представим, что поршень, изображенный на рис. 1, мгновенно перемещается вперед на небольшое расстояние. При этом воздух, находящийся непосредственно за его торцом, сжимается. Это сжатие в свою очередь воздействует на воздух в области, примыкающей непосредственно к области сжатия, и возмущение передается по всей трубе, проходя по очереди все последующие участки. Скорость, с которой возмущение передается по трубе, зависит от плотности воздуха и его объемного модуля упругости. В воздухе при нормальной температуре возмущение передается со скоростью приблизительно 340 м/с.

Если воздействие на поршень будет не очень сильным, единичный импульс давления может не вызвать слышимого эффекта. Однако если поршень перемещается вперед и назад с помощью коленчатого вала с достаточно большой скоростью, то образуются волны, которые будут слышимы.

Частота вращения коленчатого вала и частота образования звуковых волн одинаковы. Частота звука определяет его тон. Высокочастотные звуки воспринимаются как звуки высокого тона, а низкочастотные — низкого тона. Единицей измерения частоты служит герц (Гц). Частота, выраженная в герцах, равна числу колебаний в секунду. Слышимый диапазон частот зависит от многих обстоятельств. Для людей с хорошим слухом он обычно находится в пределах от 20 до 20 000 Гц. При решении практических проблем снижения шума используют более узкий диапазон частот, примерно от 50 до 10 000 Гц.

Рис. 1. Механизм образования звуковой волны.