Решение: Слышимый полёт птицы
Статья к заданиюСлуховая система человека
Основными объективными характеристиками звукового информационного канала являются частотный диапазон воспринимаемых звуков и динамический диапазон звукового давления воспринимаемых звуков.
Субъективным признаком частоты звука является его высота, чем больше частота звука, тем более высоким он воспринимается на слух. Нижний частотный слуховой порог органа слуха человека составляет примерно 16 Гц, верхняя граница частоты колебаний составляет 20 000 Гц, воспринимаемых ухом человека в возрасте до 20 лет. В возрасте 35 лет эта граница составляет примерно 15 000 Гц, в возрасте 50 лет – примерно 12 000 Гц. Дети воспринимают звуки с частотой до 22 000 Гц. Волны с частотой менее 16 Гц принято называть инфразвуком, а с частотой более 20 кГц – ультразвуком.
Субъективным признаком звукового давления является громкость звука. Уровень звукового давления измеряется в децибелах (дБ). Диапазон воспринимаемых уровней интенсивности звука в среднем составляет 130 дБ. Значение 0 дБ соответствует среднестатистическому порогу слышимости человека для тона частотой 1000 Гц.
Порог слышимости (минимальная интенсивность звука, воспринимаемая ухом) различен для звуковых колебаний разных частот. Органы слуха человека наиболее чувствительны к частоте 1000–3000 Гц. Верхнюю границу интенсивности звука, которую человек ещё способен воспринимать, называют порогом болевого ощущения, так как восприятие звука такой интенсивности вызывает болевое ощущение. Отдых и сон считают полноценным, когда шум не превышает 25–30 дБ. Кратковременно допустим шум 80 дБ. Здоровые барабанные перепонки без ущерба могут переносить громкость в 110 дБ максимум в течение примерно 1,5 мин. В таблице указан уровень громкости от разных источников.
| Источники звука | Уровень громкости (дБ) |
| Шелест листьев | 10 |
| Шёпот | 20 |
| Разговор | 60 |
| Пневматический молоток | 90 |
| Поезд метро | 100 |
| Громкая музыка | 110 |
| Болевой порог | 120 |
| Смертельный уровень | 180 |
Используя сведения из материала о частотном диапазоне звуков, определите, полёт какой из птиц человек в состоянии слышать.
| Животное | Частота колебаний крыльев, Гц |
|---|---|
| Аисты | 2 |
| Бабочки-капустницы | до 9 |
| Воробьи | до 13 |
| Вороны | 3–4 |
| Жуки майские | 45 |
| Колибри | 35–50 |
| Комары | 300–600 |
| Мухи комнатные | 190–330 |
| Пчелы | 200–250 |
Решение по шагам
3 шагаСогласно материалу, нижний частотный порог слышимости человека составляет примерно 16 Гц.
$$f \geq 16\ \text{Гц}$$Сравним частоты колебаний крыльев птиц из таблицы с порогом слышимости: у аистов 2 Гц, у воробьёв до 13 Гц, у ворон 3–4 Гц — эти частоты ниже порога.
У колибри частота колебаний крыльев составляет 35–50 Гц, то есть находится в слышимом диапазоне человека.
$$35\text{–}50\ \text{Гц} > 16\ \text{Гц}$$Где здесь ошибаются
Выбирать насекомое вместо птицы.
Считать слышимыми только частоты, близкие к верхней границе диапазона.
Не учитывать нижний порог слышимости 16 Гц.