Эхо - физика вокруг нас. Почему появляется эхо

Что такое ЭХО?

Громкий звук, отражаясь от преград, возвращается к источнику звука спустя несколько мгновений, и мы слышим эхо.

Умножив скорость звука на время, прошедшее от его возникновения до возвращения, можно определить удвоенное расстояние от источника звука до преграды. Такой способ определения расстояния до предметов используется в эхолокации.


"Прежде всего, он купил эхо в штате Джорджия, которое повторяло четыре раза, потом шестикратное в Мериленде, затем 13-кратное в Мэне. Следующей покупкой было 9-кратное эхо в Канзасе, дальнейшей - 12-кратное в Теннеси, дешево приобретенное, потому, что нуждалось в ремонте: часть утеса обвалилась".

М. Твен "Коллекционер эха."

В качестве рекордов многократного эхо можно отметить примеры, приведенные Я. И. Перельманом:
1.замок Вудсток (17-сложное эхо);
2.развалины замка Деренбург (27 слогов);
3. некий разрушенный замок возле Милана,
повторявший выстрел 40-50 раз,а громкое слово - около 30 раз.

ПОПРОБУЙ ДАТЬ ОТВЕТ

Почему, когда приходится есть что-то, а особенно грызть, вы совершенно отчётливо слышите
страшный грохот, хотя ваши соседи почему-то едят совершенно бесшумно?


СДЕЛАЙ САМ

Зеркало для звука Если встать перед столом, поставить обеденную тарелку на стол перед собой и в нескольких сантиметрах чуть выше нее держать наручные часы, то, приблизив другую тарелку вогнутой стороной к уху, можно отчетливо услышать тикание часов. Кажется, что оно исходит от тарелки, находящейся около уха


ПОДУМАТЬ ТОЛЬКО

Комар машет крыльями с частотой 10 000 раз в секунду!

Звук - бегущая механическая волна и передает энергию. Однако мощность одновременного разговора всех людей на земном шаре едва ли больше мощности одного автомобиля "Москвич"!

На свойстве отражения звука основана эхолокация.

Некоторые животные, например летучие мыши, также используют явление отражения звука, применяя метод эхолокации

Секрет «ультразвукового разглядывания» дельфинами удаленных предметов – в узкой направленности акустических сигналов. Например, черноморские афалины способны безошибочно подплывать к дробинке диаметром около 4 миллиметров, брошенной в море на расстоянии 20 – 30 метров от животного.



Механические колебания и волны - Класс!ная физика

С таким физическим явлением, как эхо, наверняка знакомы все из вас. Эхо проявляется в самых разных местах - в горах, в лесу, в пустых помещениях (в квартире, концертном зале, храме, колодце) и так далее.

Проявляет себя эхо таким образом, что повторяет звуки, голоса, слова. В том месте, где существует эхо, любое произнесённое слово повторится с небольшой задержкой, а в некоторых местностях, например, в горах и лесу, звуки могут быть повторены не один, а множество раз.

В древности существование эхо объясняли наличием передразнивающих духов или магией, но с приходом науки физики, это явление было детально изучено, и даже больше - поставлено на службу человеку (эхолоты и другие устройства).

Чтобы понять, что такое эхо, необходимо сначала разобраться в том, что такое звук.

Понятие звука

Звук - это распространение волн в газообразной среде (в данном случае), то есть в воздухе. Проще говоря, воздух является газообразной средой.

Издавая звук, мы тем самым производим в этой среде волны, как если бы произвели волны, бросив в тихую гладь пруда камень. Точно такие же волны, как и в случае с водой, происходят в воздухе. По этой же причине, звук не распространяется в космосе, так как в космосе нет газообразной среди и образовать волны просто негде.

Ухо человека или животного настроено таким образом, чтобы улавливать колебания воздуха, то есть те самые волны. Определённая сила и последовательность вибрации воздуха улавливаются ухом, после чего попадают в мозг, где им придаётся понятное для восприятие значение - звуки, голоса, шум, отдельные слова и так далее.

Как объяснить ребёнку что такое эхо

Чтобы объяснить ребёнку, что такое эхо, можно привести для примера всё тот же тихий пруд, куда вы бросили камень. Из центра падения камня во все стороны начинают расходится волны. Как только волны достигают какого-либо препятствия, они отражаются и начинают обратный ход. Величина и сила отражённых волн уже меньше, но всё же они присутствуют.


Тоже самое происходит и с волнами в воздухе. Если звук отражается от какой-либо поверхности (которая его не поглощает, а от которой волны отскакивают словно мячик), то волны возвращаются назад - к своему источнику, в результате чего мы слышим собственный голос спустя несколько мгновений.

Присутствие и сила эха также зависит от плотности и разреженности воздуха и многих других факторов - дальности источника звука и отражающей поверхности, угла отражающей поверхности по отношению к звуковым волнам, интервала между прямой и отражённой волной.

Эхо в природе

Человек слышит лишь ярко-выраженное и сильное эхо в силу устройства своих органов слуха, однако некоторые животные способны слышать его постоянно, даже если оно очень незначительное. Данное явление взяли себе на вооружение некоторые виды животных, например, летучие мыши. Летучие мыши издают звук, который отражается от поверхностей и возвращается обратно.

Уши летучих мышей крайне чувствительные и могут улавливать малейшие изменения колебания воздуха, в частности, собственного эха, поэтому летучая мышь, даже развивая огромную скорость, в полёте никогда не наталкивается на препятствия, так как точно знает где и на каком расстоянии находится препятствие, отразившее издаваемый ей звук.

XIХ

(муниципальный этап)

ЧТО ТАКОЕ ЭХО?

Егорова Арина Денисовна,

воспитанница старшей группы,

МБДОУ «Детский сад №34 «Крепыш»

г. Новочебоксарск

Руководитель :

Варикова Светлана Евгеньевна,

воспитатель МБДОУ «Детский сад №34 «Крепыш»

г. Новочебоксарск

г. Новочебоксарск, 2016

Введение………………………………………………………………………………………… 3

Методы исследования …………………………………………………………………………3

Результаты………………………………………………………………………………………..3

Выводы…………………………………………………………………………………………...4

Список литературы………………………………………………………………………………5

Приложение………………………………………………………………………………………6

Введение

Мы всей семьей очень любим ездить в деревню в гости к бабушке. Любим гулять в лесу. Однажды папа почему-то от нас отстал, и мама крикнула, позвав папу. И ее крик почему-то раздался снова, хотя мама крикнула всего лишь один раз. Я ей задала вопрос: «Кто позвал папу еще раз?» . А мама мне сказала, что это эхо. Мама мне рассказала, что эхо живет и в городе, и в деревне, что его можно услышать везде. И еще она рассказала, что эхо – это очень интересное явление. Оно как отражение в зеркале, только эхо не видимое, но слышимое. Мамин рассказ мне очень понравился, но больше об эхо, я решила узнать больше у воспитательницы в наше детском саду.

И мне стало очень интересно, что такое эхо и как оно появляется и куда исчезает.

Цель: изучить, что такое эхо.

Задачи:

Гипотеза: э хо – это звук, которого мы не видим, но слышим и который повторяется.

Актуальность

Методы исследования:

  1. Информационно-аналитический.
  2. Эксперимент.

Результаты исследования

В начале декабря я решила узнать по подробнее у воспитателя, что такое эхо. Воспитатель мне обещала, что поподробнее об эхо она мне расскажет завтра. На следующий день она подготовила для меня рассказ об эхо и прочитала мне энциклопедию.

Из энциклопедии я узнала, что эхо – это звуковая волна, отраженная от какого-нибудь препятствия (или это

А чтобы лучше изучить эхо провели два опыта в детском саду и один опыт мы с мамой провели на улице в арке.

Выводы:

Заключение

Мне очень понравилось изучать эхо. На летние каникулы мы с папой решили приобрести эхолот и попробовать его изучить. Мы с ним часто ходим на рыбалку, теперь мы будем с ним измерять глубину речки в деревне.

Литература

1. Большая энциклопедия знаний / Пер. с немецкого Л.С. Беловой, Е.В. Черныш.- М.: Эксмо, 2014. – 344 с.

2. Интернет - ресурсы: Онлайн журнал «Школьнику» / http://journal-shkolniku.ru/interesnie-faktyi36.html.

Приложение №1

Опыт с аквариумом

Опыт с банкой

Опыт на улицах нашего города

XIХ региональная научная конференция молодежи и школьников

«НАУКА. ТВОРЧЕСТВО. РАЗВИТИЕ»

(муниципальный этап)

З А Я В К А

Ф.И.О.(полностью) Егорова Арина Денисовна

Образовательное учреждение Муниципальное бюджетное образовательное дошкольное учреждение «Детский сад общеразвивающего вида с приоритетным осуществлением деятельности по физическому развитию детей №34 «Крепыш

класс старшая группа №3 «Сказка»

Домашний адрес, телефон город Новочебоксарск, улица комсомольская, дом 9 квартира 27, тел. 89176521325

Ф.И.О.(полностью)

Дата рождения « _____ » _________________________ _______года

Образовательное учреждение

Класс __________

Домашний адрес, телефон _____________________________________________________

_____________________________________________________________________________

3. Информация о представленной работе

Название работы Что такое эхо?

Направление юные исследователи

4. Сведения о руководителе

Ф.И.О.(полностью ) Варикова Светлана Евгеньевна

Место работы, должность Муниципальное бюджетное образовательное дошкольное учреждение «Детский сад общеразвивающего вида с приоритетным осуществлением деятельности по физическому развитию детей №34 «Крепыш, воспитатель

Контактный телефон 89876743896

5. Подтверждение образовательного учреждения

Сведения, указанные в заявке, подтверждаю

Заведующий _______ _______________ Е. А. Голубева______а

Должность Подпись Расшифровка

М.П.

Организационный взнос оплачен в сумме __________ рублей. _______________

Подпись члена Оргкомитета

ОФОРМЛЕНИЕ ТЕЗИСОВ

Название работы: Что такое эхо?

Образовательное учреждение, класс (группа): Муниципальное бюджетное образовательное дошкольное учреждение «Детский сад общеразвивающего вида с приоритетным осуществлением деятельности по физическому развитию детей №34 «Крепыш, старшая группа №3 «Сказка»

ФИО, должность руководителя: Варикова Светлана Евгеньевна, воспитатель

Актуальность и новизна работы:

В природе много интересного, о чем бы хотелось узнать больше. Эхо – это одно из самых интересных для меня явлений. Природа подсказывает, как сделать полезные изобретения: например, ветер – ветряные мельницы, животные, которые могут маскироваться – учат людей использовать маскировку в армии, дельфины, охотясь, используют гидролокатор, посылая звуковые сигналы в море, они прислушиваются к вернувшемуся эху. По эху можно узнать, в каком направлении нужно устремиться за рыбой. Если изучить эхо, то можно тоже что-то интересное изобрести, получить подсказку от природы.

Цели и задачи работы:

Цель нашего исследования, изучить, что такое эхо.

Задачи:

  1. Создать условия для проведения исследования: подобрать необходимые материал и оборудование для проведения опытов: пустой аквариум, пустую трехлитровую банку.
  2. Проследить в каких местах эхо слышно, а в каких - нет.
  3. Узнать, как эхо помогает людям.

Мы решили провести исследование и узнать, что такое эхо. Из энциклопедии я узнала, что эхо – это звуковая волна, отраженная от какого-нибудь препятствия (или это явление, когда сказанное слово, песенка слышатся ещё раз, как будто кто-то повторяет их). И что эхо можно услышать только там, где много пустого места, и еще что эхо помогает людям. Звук может распространяться не только в воздухе, но и в воде.

Этим пользуются для определения глубины моря и изучения неровностей морского дна. Прибор, который для этого служит, называется эхолотом. Он улавливает эхо, отраженное от дна. Скорость, с какой звук распространяется в воде хорошо известна. Чем быстрее вернулось эхо, тем меньше глубина. Эхолот измеряет глубину моря и помогает кораблям не сесть на мель.

А чтобы мне лучше узнать что такое эхо, мы провели два опыта в детском саду и один опыт мы с мамой провели на улице в арке.

Первый опыт провели 3 декабря с аквариумом. Я в пустой аквариум прокричала слово и услышала в ответ свое же слово, но когда воспитательница заполнила аквариум газетой, и предложила еще раз прокричать, я ничего не услышала. А не услышала я, потому что аквариум был заполнен газетой, так я думаю. Звук моего голоса не смог отразиться от стенок аквариума, потому что он был полон бумагой.

Второй опыт мы провели через неделю 10 декабря с 3 литровой банкой. В пустую банку я прокричала слово «эхо» и в ответ я услышала «эхо». Потом мы в банку налили воду, и воспитательница попросила меня еще раз прокричать это же слово, но в ответ я ничего не услышала. Я думаю, я не услышала эхо, потому что банка была полна водой. Вода поглотила звук. Эхо в воде могут слышать дельфины, потому что у есть специальные органы, которые могут слышать в воде.

А вот третий опыт мы с мамой провели на выходных 12 декабря. В нашем городе мы нашли арку и, по заданию воспитателя я прокричала слово: «Ау» и в ответ я услышала тоже «Ау».

Затем мы вышли из арки и снова прокричали слово «Ау», но эха не было слышно, потому что вокруг не было стен, препятствий, которые могли быть вернуть мне звук моего голоса.

А вот в роще я слышала эхо везде, но громче там, где лес гуще.

Выводы (результаты работы):

  1. Я узнала, что эхо – это звук, который мы не видим, но слышим и который повторяется. Эхо можно услышать там, где много пустого места, а там, где место нет эхо не слышно.
  1. В помещении, где много вещей, мебели, предметов эхо не слышно, потому, что эти предметы поглощают звук, он становится тише и его не слышно.
  1. Я узнала, что есть такой прибор – эхолот. Он помогает измерять глубину моря, он издает под водой звуки и отправляет их на дно моря и сам же их принимает, считает расстояние до дна или до препятствия.
  1. Я знаю, что в природе эхо помогает дельфинам ловить рыбу.
  1. Я узнала, что в нашем городе эхо можно услышать в арке, в подъезде, в лесу, в роще.

Эхо возникает в том случае, когда звуковые волны, распространяющиеся в стороны из источника (так называемые падающие волны) наталкиваются на твердое препятствие, например, на склон горы. Звуковые волны отражаются от таких препятствий под углом, равным углу своего падения.

Ключевым фактором для возникновения эха является удаленность препятствия от источника звука. Когда препятствие находится неподалеку, отраженные волны совершают обратное путешествие достаточно быстро и смешиваются с исходными волнами без образования эха. Если же препятствие удалено по меньшей мере на 15 метров, отраженные волны возвращаются уже после рассеяния падающих. В результате люди услышат повторенный звук, как если бы он шел со стороны препятствия. Инженеры-акустики должны проектировать зрительные и концертные залы с учетом эхообразования, добавляя звукопоглощающие элементы и устраняя поверхности с чрезмерной отражательной способностью.

Правило отражения

В этом эксперименте низкочастотные волны от звукогенератора проходят через стеклянную трубку А, отражаются от зеркала и входят в трубку В. Эксперимент доказывает, что угол отражения волны равен углу ее падения.

Днем - быстрее

Звук распространяется с большей скоростью в теплом воздухе у земли (рисунок под текстом) и замедляется, когда достигает более холодных верхних слоев атмосферы. Такое изменение температуры приводит к преломлению (отклонению) волны вверх.

Ночью - медленнее

Пониженные ночные температуры воздуха у поверхности земли замедляют прохождение звука (рисунок под текстом). В более теплых вышележащих слоях скорость звука увеличивается.

Звук переносится вместе с ветром

Скорость ветра на значительных высотах намного больше, чем вблизи земли. Когда звуковые волны распространяются от наземного источника, они путешествуют вместе с ветром. Наветренный слушатель будет слышать только слабый, едва различимый звук; подветренный слушатель услышит колокол на очень большом расстоянии.

Бывает иной раз, гуляете вы по лесу со своими друзьями, разбредетесь в разные стороны и начинаете весело перекликаться.

Вдруг… что это?

Вы слышите, что кто-то произносит ваши же слова, только приглушенно, тихо, даже немножко печально. Эхо!

Всем очень нравится эхо, забавно его слушать, и вы начинаете кричать на весь лес: «Ау!..» - и долго еще перекликаетесь.

Но что это такое - эхо? Почему оно бывает?

Вы крикнули - и воздух заколебался, потому что всякое звучащее тело колеблется: колеблются струны скрипки, арфы, рояля, колеблются ваши голосовые связки, когда вы говорите. Звучащее тело колеблется, и от него во все стороны по воздуху распространяется волна, а когда она достигает вашего уха, вы слышите звук.

Но вот звуковая волна натыкается на какое-то препятствие, как морская волна на берег, и возвращается обратно, и вы во второй раз слышите свой голос, но только тихий, потому что волна постепенно ослабевает.

Эхо вы слышите далеко не всегда и не всюду. Для этого нужны определенные условия: препятствие, на которое натыкается звуковая волна, должно находиться на достаточном расстоянии, так, чтобы волна не успела вернуться за одну десятую секунды, потому что наше ухо может воспринять ту же самую звуковую волну не меньше, чем через такой промежуток времени.

Вот что такое эхо. Вот почему оно бывает.

Человек понял природу эха, понял его механику. И вот на основе законов отражения звуковой волны человек создал замечательный прибор - эхолот.

Этот прибор, установленный на борту корабля, посылает звуковую волну в глубину моря. Звук распространяется в воде, достигает дна и возвращается обратно, его снова улавливает прибор. Зная скорость распространения звука в воде и проследив, сколько времени прошло между отправлением и приемом звука, ученые определяют глубину моря в этом месте.

А если послать звук не в глубину моря, то есть не по вертикали, а по горизонтали, то можно определить, как далеко находится судно от берега, или во время тумана узнать, нет ли впереди каких-либо препятствий, на которые рискует наткнуться судно: не идет ли навстречу судно, не плавает ли ледяная гора-айсберг? Звуковая волна натыкается на препятствие и возвращается обратно, ее улавливает прибор, который называется гидролокатором, он и сообщает о препятствии капитану.

Не раз белый дельфин во время сильных штормов спасал суда, провожая их среди опасных рифов и подводных скал. Моряки хорошо знали его, полюбили и объявили его жизнь неприкосновенной. Они называли дельфина «белым лоцманом», а лоцманы - это специалисты, которые проводят суда по хорошо изученной ими водной дороге, по фарватеру в порты.

В этой болгарской повести рассказывается о жизни разных морских животных и о природных локаторах, благодаря которым они свободно плавают в глубинах моря, не боясь распороть себе брюхо о коварные рифы, спасаясь от врагов. Локатор - замечательное защитное устройство. Есть оно не только у морских животных.

Природный локатор есть и у летучей мыши.

Очень долго для ученых было загадкой поведение этих маленьких животных, которые свободно летают в темноте, никогда не натыкаясь ни на какие препятствия, всегда ловко их минуя. А на лету они еще умудряются уничтожать комаров и совсем крохотных москитов. Между тем глаза у летучих мышей не отличаются остротой зрения; напротив, они очень плохо видят.

В чем же тут дело?

Только недавно, лет тридцать назад, ученые разгадали этот секрет. Оказывается, у летучих мышей есть свой локатор. Они испускают звуки, которые мы не слышим, наше ухо их не улавливает; звуки эти натыкаются на препятствие, возвращаются обратно, и мыши улавливают их своими огромными ушами. Так что глаза им, в общем-то, без надобности: уши заменяют им глаза, они как бы освещают им окружающий мир мощными звуковыми фарами.

Есть замечательное изобретение, созданное человеком по принципу отражения волны, только не звуковой, а радиоволны.

Радиоволны тоже обладают способностью отражаться от предметов, которые встречаются на их пути. И вот перед второй мировой войной ученые создали прибор, способный обнаруживать вражеские самолеты издалека, еще до того как они появлялись над головой. Этот прибор называют радиолокатором, иначе - радаром.

Радар может обнаруживать и вражеские самолеты в небе, и вражеские суда в море, определяет и расстояние до них, и направление.

Радары нужны не только во время войны, но и в мирное время. Они отличные помощники. Метеорологи с их помощью определяют скорость и направление ветров на большой высоте, обнаруживают скопление грозовых туч. Астрономы, послав радиоволну на наш ближайший спутник - Луну, смогли определить очень точно расстояние до нее. Это только два примера, а их можно привести немало.

Эхо! Природа этого явления давно объяснена. Но в далекой древности оно казалось загадочным и чудесным. И древние греки придумали поэтичную легенду о лесном эхе.

…Жила-была когда-то в лесу прекрасная нимфа по имени Эхо. Она свободно резвилась, пела и танцевала, как ее подруги - богини лугов, ручейков, источников… Но бедная маленькая нимфа Эхо прогневала грозную, могучую богиню Геру, и Гера наказала ее, запретив ей разговаривать. Нимфа Эхо только и могла теперь что повторять чужие слова.

Вот почему мы и слышим иногда в лесу печальный голос нимфы Эхо. И Пушкин, плененный поэтичностью лесного эха, создал о нем чудесные стихи:

Ревет ли зверь в лесу глухом, Трубит ли рог, гремит ли гром, Поет ли дева за холмом - На всякий звук Свой отклик в воздухе пустом Родишь ты вдруг.