Полное внутреннее отражение звука

Плоская звуковая попадает на границу вода – стекло. Переход в какую среду может не произойти? При каких углах падения это возможно?

Коэффициенты всестороннего сжатия стекла и воды равны соответственно B₁ = 3,7·10¹⁰ Па и B₂ = 2,2·109 Н/м³ , плотности стекла и воды ρ₁ = 2,6∙10³ кг/м³ и ρ₂ = 10³ кг/м³.

Решение

1. Определяем скорость звука в стекле и воздухе

2. Волна может не пройти в ту среду, где ее скорость больше, т.е. в стекло. Для нахождения предельного угла падения звуковой волны на границу раздела вода-стекло записываем закон преломления . Синус предельного угла , предельный угол . При углах падения звуковая волна не сможет пройти из воды в стекло, испытает полное внутреннее отражение.

Тест «Интерференция. Стоячие волны»

1. Явление интерференции при наложении волн наблюдается только в том случае, если…

А. Частоты и фазы волн, приходящих в какую-либо точку, одинаковы.

Б. Частоты и фазы волн, приходящих во все точки, одинаковы.

В. Частоты волн одинаковы и разность фаз волн, приходящих в любую точку, неизменна с течением времени.

Г. интерференция наблюдается при любом наложении волн одинаковой частоты

2. При наложении когерентных волн наблюдается следующее…

А. все точки среды неподвижны и смещены от положения равновесия на разные расстояния. В точках максимума смещение равно , в точках минимума смещение составляет . Смещение всех остальных точек < А < .

Б. все точки среды разделились на точки максимума, колеблющиеся с амплитудой , и точки минимума, колеблющиеся с амплитудой

В. все точки среды колеблются. Точки максимума колеблются с амплитудой , точки минимума колеблются с амплитудой . Амплитуды колебания все остальных точек лежат в интервале < А < .

3. Два динамика подключены к выходам двух генераторов электрических колебаний и излучают звуковые волны длиной 2 м. Определите результат интерференции волн в точках 1 и 2, если генераторы работают в противофазе.

А. В точках 1 и 2 – максимум

Б. В точках 1 и 2 – минимум

В. В точке 1 – максимум, в точке 2 – минимум

Г. В точке 1 – минимум, в точке 2 – максимум

4. Струна на скрипке имеет длину 32 см (между точками закрепления). Скорость волны в струне 280 м/с. Определите частоту основного тона, на котором звучит струна.

А. 179,2 Гц Б. 437,5 Гц В. 875 Гц Г. 1750 Гц

5. Два динамика излучают звуковую волну длиной 1 м с разностью фаз . Наблюдатель располагается на расстоянии 2 м от одного динамика и 2,5 м от другого. Какова амплитуда результирующей волны в точке наблюдения, если амплитуды обеих волне в точке наблюдения одинаковы и равны А₀?

А. А = 2 А₀Б. А = 0 В. А = А₀

Г. Определить результат интерференции не возможно, ибо или .

6. Как выглядит закон преломления звуковой волны на границе раздела двух сред?

А. , где и - углы между направлением распространения волны и границей раздела сред, и – скорости волны в первой и второй среде соответственно.

Б. , где и - углы между направлением распространения волны и перпендикуляром к границе раздела сред; и – скорости волны в первой и второй среде соответственно.

В. , где и - углы между направлением распространения волны и границей раздела сред, и – скорости волны в первой и второй среде соответственно.

Г. , где и - углы между направлением распространения волны и перпендикуляром к границе раздела сред; и – скорости волны в первой и второй среде соответственно.

7. На границе раздела воды и воздуха звуковая волна может испытывать полное внутреннее отражение – она не проходит во вторую среду, полностью отражаясь от границы раздела и возвращаясь в первую среду. В какую среду, в воздух или в воду, может не попасть звуковая волна? Каким должен быть угол падения волны в этом случае? Скорость звука в воздухе принять равным 340 м/с, в воде – 1480 м/с.

А. Звуковая волна может не пройти из воды в воздух при углах падения .