můžeme použít zvukovou energii k přeměně hluku na formy energie? Zní to šíleně, ale objevujeme různé druhy energie po celou dobu-zejména pokud jde o obnovitelné zdroje-a zvuková energie je jen jiný druh.

po celém světě je těžké najít někde, že hluk není součástí krajiny. Od řevu provozu až po zvuk hudebních nástrojů lidé dělají hodně hluku. Existuje mnoho různých typů zvuku od slyšitelného po neslyšitelný.

zdroje zvuku mohou být pro lidské ucho příjemné nebo nepříjemné, v závislosti na hlasitosti, různých roztečích, typech zvuku, zdroji zvuku a intenzitě zvuku. Bez ohledu na to, zvuková energie cestuje a v závislosti na zdroji zvuku a intenzitě může být zvuk někdy považován za znečišťující látku.

co je tedy přesně zvuková energie? Zvuková energie mění zvuk na elektřinu. Ačkoli věda o přeměně zvukové energie na elektřinu se stále objevuje, bylo to hotovo. Například mikrofony a reproduktory jsou příklady zvuku, který se stává elektrickou energií.

ve skutečnosti skupina mladých studentů středních škol přišla na to, jak vyrobit dostatek elektřiny se zvukovou energií pro zapnutí žárovky. Je pravda, že je to dlouhá cesta k výrobě dostatečného množství elektřiny pro napájení domu nebo celého města. Ale je to začátek a věda za ním se vyvíjí. Pojďme se dozvědět více o zajímavém světě zvuku, včetně příkladů zvukové energie.

Jak Slyšíme Zvukové Vlny?

mechanika sluchu demonstruje některé mechaniky zvukové energie.

když uslyšíme zvuk, zažíváme zvukové vlny, které se dostávají do zvukovodu a pohybují ušním bubínkem, podobně jako Bubnová hlava vibruje při nárazu. Různé zvuky vytvářejí různé vibrace, které ovlivňují pohyb ušního bubínku.

vibrace putují z ušního bubínku přes kůstky do kochle (orgán naplněný tekutinou), což způsobuje povrchové vlny, které zasahují vlasové buňky. V závislosti na umístění vlasových buněk v kochle, mozek „slyší“ vysoké nebo nízké zvuky prostřednictvím sluchového nervu. Poté převádí počáteční vibrace molekul vzduchu ve zvukové vlně na zvuky, kterým rozumíme.

ve fyzice je studium zvuku známé jako akustika a zahrnuje všechny konstrukce zvuku.

jaká je definice zvukové energie?

jednoduše řečeno, zvuková energie pochází z vibrací, které se pohybují něčím. Pevné látky, kapaliny a plyny přenášejí zvuk jako energetické vlny.

Zvuková energie je výsledkem, když síla, zvuk nebo tlak, způsobí vibraci předmětu nebo látky. Tato energie se pohybuje látkou ve vlnách. Tyto zvukové vlny se nazývají kinetická mechanická energie.

Proč Se Zvukové Vlny Nazývají Mechanické Vlny?

zvukové vlny se někdy nazývají mechanické vlny, protože zvukové vlny vyžadují fyzické médium k šíření. Kapaliny, plyny nebo pevné materiály přenášejí změny tlaku a vytvářejí mechanickou energii ve vlnách.

stejně jako všechny vlny mají zvukové vlny vrcholy a údolí. Vrcholy se nazývají komprese, zatímco vzácnost je termín používaný pro minima.

oscilace mezi kompresí a zředěním se pohybují plynným, kapalným nebo pevným médiem a vytvářejí energii. Počet cyklů komprese/zředění v daném období určuje frekvenci zvukové vlny.

vědci měří intenzitu a tlak zvukové energie v Pascalech a decibelech. Zvukové vlny se také někdy nazývají tlakové vlny, protože tlak zvukové vlny pohybuje částicemi, kterými prochází.

Jak Se Měří Zvukové Vlny?

zdroj

vlnová délka, perioda, amplituda a frekvence jsou čtyři primární části zvukové vlny, bez ohledu na typ vlny a médium, kterým zvuk cestuje.

• vlnová délka: Představte si vlnu pohybující se podél vodorovné osy; v tomto případě se vlnová délka měří jako vodorovná vzdálenost mezi dvěma po sobě jdoucími a ekvivalentními body na vlně. V základních pojmech je tedy jedna vlnová délka jeden cyklus mezi dvěma stejnými body.
• perioda: doba vlnové délky je doba, po kterou jedna vlnová délka projde určitým bodem. Obecně platí, že delší doba označuje nižší rozteč.
• amplituda: měříme amplitudu zvuku (sílu nebo hladinu akustického tlaku) výškou zvukové vlny. Souvisí to s relativní hlasitostí zvuku. Když je amplituda vlny významná-jako z hlasitého zvuku-je vlna vysoká. Opak je také pravdou, měkčí zvuky vytvářejí vlny s menší amplitudou. Nižší hlasitost odpovídá nižším hladinám decibelů (dB); decibel měří intenzitu zvuku. Nulové decibely se rovnají nejtišším zvukům, které lidské ucho slyší. Decibely se zvyšují o šestinásobek. Normální mluvící hlas je 60 dB.
• frekvence: Hertz (Hz) měří frekvenci zvukové vlny. Hertz měří cykly zvukové vlny za sekundu, které procházejí nastavenou hodnotou na vodorovné ose. (Pamatujte, že každý proces má jednu kompresi a jednu vzácnost.) Kmitočtové zvukové vlny se měří v hertzech. Proto Hertz (Hz) udává počet cyklů za sekundu, které procházejí daným místem. Například, pokud při mluvení vaše membrána vibruje při 900 Hz, vaše membrána generuje 900 kompresí (zvýšený tlak) a 900 vzácností (snížený tlak). Pitch je funkce toho, jak mozek interpretuje zvukovou frekvenci. Vyšší rozteč je výsledkem vyšší frekvence; nižší frekvence se překládá jako nižší rozteč.

je potenciál zvukové energie nebo kinetická energie?

když energie může pracovat, ale aktivně neuplatňuje sílu, nazývá se potenciální energie.

ve fyzice se práce měří přenášenou energií. Když se něco pohybuje na dálku vnější silou, je to práce.

vinutá pružina Slinky je příkladem potenciální energie. Dokud není jaro uvolněno, nefunguje to. Práce nastává, když se pružina pohybuje (uvolňuje) a stává se kinetickou energií. Kinetická energie je energie pohybu.

Zvuková energie může být obojí: buď kinetická energie, nebo potenciální energie.

příkladem může být hudební nástroj. Když se nástroj hraje, vytváří zvukové vlny a produkuje kinetickou energii. Ale když je stejný hudební nástroj v klidu, existuje pouze potenciál energie.

sdílejí zvukové vlny vlastnosti a chování?

kromě primárních složek vlny — frekvence, amplituda, vlnová délka a frekvence — vědci kategorizují vlny na základě tří rozlišovacích charakteristik: podélný, příčný a povrchový pohyb.

použití pohybu částic média vzhledem ke směru jízdy je standardní metodou pro rozlišení druhu vlny.

abychom pochopili příčné vlny, budeme mluvit o Slinky znovu. Zvažte pohyb Slinky, jak se vaše ruka střídá nahoru a dolů. Energie této „aktivované“ Slinky se pohybuje svisle podél směru jízdy a přemísťuje cívky (které v tomto případě představují částice vln) nahoru a dolů.

typy příčných vln zahrnují:

• vibrace v kytarovém řetězci
• sportovní fanoušci stojící a sedící v synchronní vlně kolem sportovního stadionu
• elektromagnetické vlny, jako jsou světelné a rádiové vlny

na druhé straně podélné vlny pohybují energií vlny doprava nebo doleva podél vodorovné osy vlny. Takže naše Slinky, když se natáhne vodorovně a pulzuje vodorovně jako akordeon, bude pulzovat vodorovně podél levého a pravého směru jízdy rovnoběžně s osou vlny.

zvukové vlny jsou podélné vlny, stejně jako ultrazvukové vlny a seismické P-vlny.

hlavní charakteristikou povrchové vlny je kruhový pohyb jejích částic. Pouze částice na povrchu média se pohybují kruhově; pohyb se snižuje, jak se částice pohybují od povrchu.

jaké jsou příklady zvukové energie?

zdroj

Zvuková energie nastane, když objekt vibruje. Hluk, ať už v lidském dosahu sluchu nebo ne, je zvuková energie. Sonar, ultrazvukový (větší než 20 kilohertz) Hudba, řeč a hluk prostředí jsou všechny formy zvukové energie.

ať už z neživého objektu nebo vnímající bytosti, zvuky pocházejí ze všech stran. Některé jsou příjemné pro náš sluch, některé ne. Zvažte tyto příklady zvukové energie a to, jak se cítíte:

• vysoké, jemné brnění nebo hluboké, zářivé tóny zvonění větru
• rachot motoru, skřípání pneumatik, řvoucí rádia a vrzající brzdy provozu
• děti pláčou, blábolí, křičí a chichotají
• psi štěkají, vrčí nebo vytí
• telefony zvoní, bzučí nebo cinkají
• Rain plácat, vytí vítr a hrom
• kočky vrní, mňoukají a škrábají
• lidé a zvířata dýchají, chrápají, kýchají nebo sípají
• smažení, praskání, vaření, sekání a bouchání zaneprázdněného kuchyně
• vlny shazovat a stahováním
• motory běží, otáčením, dunění, a řvoucí
• měkké, hlasité, mosazný, hladký, hluboký, reedy, drsný, a zřetelné zvuky hudby
• nízký, stálý bílý šum klimatizace

i když je zdánlivě tichý, tam je vždy zvuk.

Jak Zvuková Energie Vyrábí Elektřinu?

zvukové vibrace se mohou stát elektrickou energií prostřednictvím principu elektromagnetické indukce. Elektromagnetická indukce generuje elektrický proud pomocí magnetického pole.

když se magnetické pole a vodič, jako je drátová cívka, pohybují ve vzájemném vztahu, dochází k elektromagnetické indukci. Dokud je vodič v uzavřeném obvodu, proud teče všude tam, kde vodič protíná linie magnetické síly.

co je Piezoelektrika a jak souvisí se zvukovou energií?

Piezoelektrika používá jedinečné krystaly k přeměně mechanické energie-v tomto případě energie zvukových vln-na elektrickou energii.

při stlačení působí krystaly jako vodiče. Když jsou krystaly stlačeny, jejich struktura se změní a krystal získá čistý náboj. Tento náboj lze převést na elektrický proud.

jiné materiály, jako je kost, speciální keramika a smalt, jsou také piezoelektrické vodiče. Tyto materiály mají společnou schopnost produkovat vnitřní elektrický náboj v důsledku aplikovaného mechanického namáhání.

pomocí velmi vysokofrekvenčních zvukových vln-frekvencí 100 milionkrát vyšších, než lidé slyší — se piezoelektrické materiály stávají elektrickými signály, které vydávají světelné vlny ve frekvenčním rozsahu terahertzů.

Piezoelektrika spojuje elektrické a mechanické stavy piezoelektrického materiálu. Při stlačení má použitý materiál proudový tok, který mění jeho polarizaci tak, aby se stal elektrickým nábojem, známým jako čistý dipólový moment.

jaká je budoucnost elektrické energie generované zvukovou energií?

jak víme, zvuky neustále vyplňují naše akustické prostředí. Stejně jako veškerá energie má zvuková energie potenciál vyrábět elektřinu. Stejně jako slunce poskytuje neomezenou sluneční energii a vánek poskytuje větrnou energii, zvuková energie je obnovitelná, protože vnímající bytosti i nesmyslné objekty neustále produkují zvuk.

zatímco zvukové vlny a principy výroby energie jsou již dlouho chápány, technologie přeměny zvukové energie na elektřinu je v plenkách.

jak však vědci a technici zkoumají a zlepšují technologie zapojené do zvukové elektřiny, zvuková energie může jednoho dne vyrábět hromadnou elektřinu.

pokud to zní jako trubkový sen, pamatujte, že solární a větrná energie byla kdysi mimo náš dosah.

vám přináší justenergy.com

Všechny obrázky licencované od Adobe Stock.
doporučený obrázek: