Юный техник 1988-01, страница 32

происходить необычные превращения.

Многие среды имеют такие свойства, что в них не все участки волны распространяются с одинаковой скоростью. Там, где в звуковой волне сгустки, к скорости звука добавляется еще и скорость частиц среды в этой точке, а в разрежениях скорость частиц среды направлена против скорости звука.

Мало того, поскольку в участках сжатия из-за повышения плотности среды температура повышается, то повышается и скорость звука, ведь она зависит от температуры; в участках же разрежения — все наоборот.

Оба эти эффекта приводят к тому, что верхушки правильной синусоидальной волны обгоняют нижние части. Выходит, график зависимости между изменениями давления и плотности, между ускорением и давлением в волне в этих средах перестает быть прямой линией. Распространение интенсивного звука — нелинейный процесс. А виноваты в этом свойства среды: нелинейными на самом-то деле являются среды, а волны лишь отражают эту нелинейность. Хорошо знакомые, мам воздух и вода тоже -нелинейны.

Итак, нелинейности

среды передние склоны интенсивной звуковой волны становятся более крутыми, a j задние— более пологими. Происходит почти то же самое, что и *с морской волной на подходе к берегу. Акустическая волна заостряется и... нет, она не опрокидывается, как морская. Плотность на графике не может ид^ть сразу три разных значе! ния в о^ной и той же явчке.

Поэтому здесь происходит разрыв, и синусоида превращается в «пилу». Образуется периодическая ударная волна.

А раз так, стоит только удивляться, как нам удается наслаждаться хорошей музыкой. Ведь волны, издаваемые музыкальными инструментами, на пути к слушателям неизбежно должны претерпевать такие же изменения, какие происходят с морской волной у берега. Гармонические звуки инструментов должны дойти до дальних слушателей в виде неприятных ударных волн. К счастью, это происходит только с чересчур громкой музыкой. А волне умеренно^ интенсивности удается сохранить свшр синусоидальную форму. Нелинейные компоненты, виноватые в том, что аЬнусоида-9ф^ст^^1енно «заостряется», в такой волне или не ус-певают возникнуть, или затухает очень быстро.

Надеюсь, что читателю все понятно, кроме одного: что это за нелинейные компоненты? Это то, из чего состоит образовавшаяся (МЗ синусоиды «пила». уВы скажете: она состоит из зуб-