17. Максимальная громкость и высота звука
В повседневной жизни, описывая звук, мы говорим о его громкости и высоте. С точки зрения физики звуковая волна — это периодическое колебание среды, распространяющееся в пространстве. Как и всякая волна, звук характеризуется своей амплитудой, частотой, длиной волны и так далее. Амплитуда показывает, насколько сильно колеблющаяся среда отклоняется от своего спокойного, равновесного состояния, и именно амплитуда отвечает за громкость звука. Частота говорит о том, сколько раз в секунду происходит колебание; и чем больше частота, тем более высокий звук мы слышим.
Типичные значения громкости и частоты звука, которые встречаются, например, в технических нормативах и характеристиках аудиоустройств, адаптированы к человеческому уху и лежат в комфортных для человека диапазонах громкости и частоты. Например, звук громкостью выше 130 дБ (децибел) вызывает болевые ощущения, а звуковую волну с частотой 30 кГц человек вообще не услышит. Однако, кроме этих «человеческих» ограничений, существуют и чисто физические пределы громкости и частоты звуковой волны.
Задача
Оцените максимальную громкость и максимальную частоту звуковой волны, которая может распространяться в воздухе и в воде при обычных условиях. Опишите в общих словах, что будет происходить, если попытаться излучить звук выше этих пределов.
