Смещение частиц воздуха в звуковой волне
Звуковая волна представляет собой колебательное движение частиц воздуха. Частота этих колебаний определяет собой частоту (тон) звука, а от амплитуды колебаний зависит громкость звука. Амплитуды эти чрезвычайно малы.
Ухо наиболее чувствительно к частоте 2 300 герц. Порог слышимости на этой частоте составляет 10??? микроватт/см?, что соответствует звуковому давлению 2 х 10? бара. Смещение частиц воздуха при громкости звука на пороге слышимости равно всего 0,1 ангстрема, т. е. меньше поперечника атома (см. “Из чего состоят все тела“).
Колеблющиеся частицы воздуха передают свою энергию барабанной перепонке нашего уха, которая сама начинает колебаться с амплитудами примерно такого же порядка. Однако этих ультрамикроскопических амплитуд достаточно для того, чтобы слуховой перл получил определенное раздражение, в результате которого у нас рождается ощущение звука.
Наше ухо (равно как и наш глаз) является исключительно чувствительным прибором. Эта чувствительность позволяет нам слышать такие звуки, мощность которых крайне мала.
Амплитуды колебания барабанной перепонки продолжают оставаться очень малыми даже при значительно более громких звуках. Когда мы разговариваем с нормальной громкостью, не повышая голоса, то звуки голоса нашего собеседника заставляют барабанную перепонку колебаться с амплитудой всего несколько микрон.
Смещение частиц воздуха при громкости, достигающей болевого предела, довольно велико; оно измеряется миллиметрами. До такой амплитуды доходит смещение частиц воздуха, вызванное, например, работающим на расстоянии нескольких метров авиационным мотором.