Задачи › Звук и акустика

Три громкоговорителя

  1. Три громкоговорителя

    МОШ 1993/94, 11 кл.
    6/10

    Три небольших громкоговорителя Гр расположены на одной линии, расстояние между соседними громкоговорителями равно \(l\). Громкоговорители подключены к одному генератору звуковых колебаний и излучают звуковые волны с длиной волны \(\lambda = 0{,}75\) м. При каком минимальном расстоянии \(l\) между громкоговорителями чувствительный микрофон \(M\) не зарегистрирует звука от громкоговорителей? Угол между линией, соединяющей громкоговорители, и направлением на микрофон \(\alpha = 60^\circ\) (см. рисунок). Расстояние от громкоговорителей до микрофона достаточно велико.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(l_{\min} = \dfrac{\lambda}{3\cos\alpha} = 0{,}5\) м.

    Решение

    Поскольку расстояния от громкоговорителей до микрофона по условию много больше расстояния между соседними громкоговорителями \(l\), то сдвиг фаз между звуковыми волнами, приходящими к микрофону \(M\) от двух соседних громкоговорителей, равен (см. рис. 4.36)

    Рисунок

    \[\Delta\varphi = \dfrac{2\pi l\cos\alpha}{\lambda},\] и можно считать, что амплитуды \(A\) волн, приходящих к микрофону от всех трёх громкоговорителей, одинаковы. Тогда звуковые колебания в точке \(M\) происходят по закону: \[x(t) = A\cos(\omega t + \Delta\varphi) + A\cos\omega t + A\cos(\omega t - \Delta\varphi) = A\cos\omega t\,(1 + 2\cos\Delta\varphi).\] Таким образом, микрофон не зарегистрирует звука (\(x(t) = 0\)) при \(\cos\Delta\varphi = -1/2\), то есть \(\Delta\varphi_{\min} = 2\pi/3\). Это возможно при минимальном расстоянии между громкоговорителями \[l_{\min} = \dfrac{\lambda}{3\cos\alpha} = 0{,}5\text{ м}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи