Рождение звука

Волны, распространяющиеся по воде или по шнуру, называются механическими. Такие волны могут возникать во всех так называемых упругих телах.

Упругими телами называются тела, стремящиеся противодействовать изменению их формы. Начните из­гибать поперечную пилу; вам удастся это сделать, затратив небольшое усилие. Но как только нажим на пилу прекратится, она сейчас же выпрямится и будет качаться. Вот это стремление тела восстановить свою первоначальную форму и называется упругостью.

Не все тела упруги. Песок, глина, воск не обладают упругостью; в них колебания возникать не могут, так как их частицы не возвращаются в начальное положе­ние, если их сдвинуть. Глине, например, легко придать любую форму; она не стремится возвратиться в началь­ное положение.

Воздух также обладает упругостью. В этом легко убедиться. Попробуйте сжать руками велосипедную шину, накачанную воздухом. Вам это не удастся. Воздух, сжимаясь, развивает упругое противодействие и препят­ствует дальнейшему сжатию. Поэтому возможно рас­пространение механических волн и в воздухе. Так, если ударить по металлическому листу или по поперечной пиле, поставленным на ребро, они начнут дрожать. При дрожании воздух, окружающий лист, получает от листа толчки, сжимается. Это сжатие передаётся всё дальше и дальше, подобно горбу, бегущему по воде, когда в ней создаются волны. На воде за горбом следует впа­дина; также и в воздухе — за сжатыми слоями полу­чаются слои, в которых воздух, наоборот, разрежен. Сжатия и разрежения, распространяющиеся в воздухе, образуют звуковую волну. Рождается звук.

Звуковая волна может возникать при дрожаниях всякого тела. Колокольчик, стальная рельса, чугунная доска действуют таким же образом: если по ним уда­рить, они также начинают дрожать и вызывают образо­вание волн в воздухе. Их дрожание может происходить так быстро и быть таким мелким, что, глядя на эти тела, не скажешь, что они дрожат. Но доказательством дрожания является звук, который слышит наше ухо. Дело в том, что сжатие и разрежение воздуха, если период их колебаний составляет не менее Ѵ20000 и не более Ѵ20 секунды, действуют на ухо человека.

Так как скорость распространения звука в воздухе составляет около 330 метров в секунду, то длины зву­ковых волн, воспринимаемых человеческим ухом, лежат между 1,6 сантиметра и 16 метрами. Более длинные и более короткие волны в воздухе также легко могут быть получены, но ухо их не воспринимает.

Человеческий разговор и музыка вызывают в воздухе звуковые волны с длинами от 10 сантиметров до 350 сантиметров. Длинные волны соответствуют низ­ким тонам (басовые ноты), более короткие — вы­соким тонам (теноровые ноты).

Category: Разное