Техника - молодёжи 1939-10-11, страница 51

vf 1827*

Л 'СКОРОСТЬ ЗВуКА В ВОДЕ-Т: Д,1-Н 31 МЕТР в секунду!;

Я Дальнейшие исследования _ _показали, что скорость рас-^г— пространения звука в различ-р" ных твердых телах неодинако-i | ва. Из всех металлов железо P?L§> обладает наибольшей звуко-

g___ проводностью. Скорость звука

в нем равна 5 тыс. метров в секунду, а, например, в свинце звук распространяется со скоростью всего 1200 метров в секунду.

После работ Гука и других ученых физики решили Исследовать, распространяется ли звук в жидкостях.

В 1827 г. французский геометр и физик Штурм вместе с швейцарским физиком и инженером Колладоном решили определить скорость распространения звука в воде. Опыты были проведены на Женевском озере, глубина и чистота которого делали его особенно пригодным для этой цели. На одном конце озера, близ местечка Ролль, на якоре стояла лодка, в которой поместился Штурм. Он должен был давать одновременные световые и звуковые сигналы при помощи особого механизма. Механизм действовал таким образом, что одновременно с ударом молоточка о находящийся под водой колокол вспыхивала небольшая кучка пороха. По-, явление света в этот момент служило сигналом отправления звука.

Колладон отъехал от Штурма на 12 километров. Здесь он принимал световые и звуковые сигналы с другого конца озера. В одной руке уче-, ный держал слуховую" трубу, конец которой был опущен в воду, в другой — секундомер. Определяя время, прошедшее между появлением светового сигнала от вспышки пороха и гулом колокола, Колладон вычислял скорость распространения звука в воде. Этот опыт был повторен несколько раз. Оказалось, что скорость звука в воде почти в четыре раза больше, чем в воздухе. При температуре воды в 8° она равна 1431 метру в секуяду.

К концу XVIII в. колебате.льная природа звука уже ни у кого не вызывала сомнений.

Знаменитый английский Математик, физик и астроном Исаак Ныотон первый произвел блестящий математический анализ волнового и колебательного движений. Он дал формулу, по которой можно было теоретическим путем вычислить скорость звука в различных средах. Исследования Ньютона продолжал Лаплас и другие математики. Их теоретические работы вполне совпали с результатами многочисленных опытов. Так, например, скорость распространения звука в воздухе и других средах, вычисленная на основании математических формул, вполне совпадала с опытными данными. Казалось бы, все, что можно знать о звуке, уже известно. Но вот в 1787 г. в Лейпциге вышла книга молодого немецкого физика Хладнн. В этой книге описывались невероятные вещи. Если верить исследователю, то, оказывается, звук можно не только слышать, но и видеть.

Эрнст Хладни всю свою научную деятельность посвятил изучению

звуковых явлений. Ему были известны работы Даниила Бернул-ли и Леонарда Эйлера о вибрациях прута и струн. Это были исследования простейших звучащих тел Но как ведут себя более сложные звучащие тела, вроде, например, колокола? На этот вопрос современная Хладни наука не давала ответа. О том, что не только струны, но и многие другие предметы — бокалы, трубки, пластинки — можно заставить звучать, проводя по ним смычком, было известно давно. Ученый решил применить смычок к исследованию звучащих тел. Лаборатория исследователя наполнилась многочисленными предметами самой неожиданной формы и назначения. Бокалы, стаканы, чашки, металлическая посуда, пластинки, прутья и стержни из стекла и металла — каждый отвечал своим «голосом» на прикосновение магического смычка.

Конечно, все это не было простой забавой. Вскоре ученый подметил интересное явление. Он налил в чашку воды, желая проверить, одинаково ли звучат пустая чашка и чашка, наполненная жидкостью. Как только Хладни провел смычком по краю чашки, на поверхности воды появилась мелкая зыбь, вызванная дрожанием стенок сосуда. Эта зыбь, была слишком мелка, чтобы ее можно было изучать, к тому же она быстро пропадала. Исследователь задумался над тем, как бы сделать эту зыбь более устойчивой.

Хладни взял медный кружок и, закрепив стержень, на котором был укреплен кружок, провел смычком по краю кружка. Кружок начал вибрировать, давая звук низкого тона. Когда звук прекратился, исследователь посыпал кружок песком. После этого он опять провел смычком по краю кружка. Можно представить удивление и радость ученого, когда на звучащем кружке появились четкие линии. Песок соскакивал с вибрирующих частей кружка и собирался там, где движения совсем не было. Теперь стал виден характер вибрации звучащего тела. Чем выше был тон кружка, тем сложнее получались песчаные фигуры.

Известие об опытах Хладни быстро облетело весь ученый мир. Физики всех стран тщательно изучали загадочные Хладниевы фигуры. Эти опыты имели громадное значение не только для изучения звука, но и для популяризации акустики вообще. Опыты Хладни и в наше время служат прекрасной демонстрацией колебательной природы звуковых явле-

Впоследствии были найдены и другие способы делать звук видимым. Можно, например, приделать к мембране острие, которое упирается в закопченную пластинку. Когда около этого простого прибора ведется разговор, мембрана колеблется, и дрожание ее передается острию. В это время пластинке сообщают поступательное движение. Острие чертит на закопченной поверхности зигзагообразную линию. Характер этой линии меняется в зависимости от характера звуков, воспринимаемых мембраной.

ЗВ'УК МОЖНО ЗАПИСАТЬ И СОХРАНИТЬ

на долгие

времена (

мдъ^лю Эе.-

яа/т> jjmjuux-