Занимательная акустика | ТМ 1938-03

КАКИЕ ЗВУКИ ВЫ СЛЫШИТЕ?

Наиболее высоким звукам, которые еще слышит человеческое ухо, соответствует 20 тыс. колебаний в секунду, а наиболее низким звукам — 15—20 колебаний в секунду.

В этом широком диапазоне чувствительность уха взрослого человека к звукам разной высоты неравномерна. Она максимальна для звуков с частотой колебаний от 1 тыс. до 3 тыс. в секунду и резко падает для звуков с частотой колебаний выше 15 тыс. в секунду. Выше этой границы лежат звуки, издаваемые кузнечиками, цикадами. Далеко не все люди слышат комариное жужжание.

Ребенок отличается способностью слышать звуки более высокие, чем взрослый человек: верхняя граница слуха детей — 22 тыс. колебаний в секунду.

Максимальная чувствительность человеческого уха к звукам с частотой колебаний 1 тыс. — 3 тыс. в секунду наиболее полезно используется при телефонном разговоре. Колебания, лежащие в этих пределах, пропускает обычно телефонный провод, и этого оказывается вполне достаточно для того, чтобы разобрать при телефонном разговоре человеческую речь.

НА КАКОЙ ПОДУШКЕ СПАТЬ В ПОЕЗДЕ?

Шум от хода поезда, стук колес на стыках рельсов отчетливо слышны в вагоне, и это одних пассажиров убаюкивает, а другим, наоборот, мешает спать.

Мешающий пассажиру шум может сгладить... пневматическая, так называемая «дорожная» подушка, надуваемая воздухом. Упругость воздуха в такой подушке играет роль звукоизолятора, поглощающего передаваемые ему колебания.

МОЩНОСТЬ ЗВУКА

Когда говорят «кричать во всю Ивановскую», то подразумевают под этим зычный крик, разносящийся далеко. Поговорка эта сложилась давно, когда на Ивановской площади в Кремле, близ колокольни Ивана Великого, дьяки объявляли указы так, что на всей, Ивановской площади слышно было. Много на это энергии затрачивали дьяки, но только небольшая часть ее превращалась в звук.

Человек, разговаривая нормальным голосом, затрачивает 11,6 эрга в секунду (эрг — единица работы в абсолютной системе мер; 1 эрг равен работе, совершаемой силой в 1 дину при перемещении тела на 1 см. В свою очередь дина — сила, сообщающая массе в 1 г ускорение в 1 см/сек²), а в звук превращается всего лишь 0,0009% этой мощности. На игру на саксофоне затрачивается 22 эрга в секунду, а в звук превращается 0,0096% этой мощности; затрачиваемая при игре на скрипке мощность равна 4.8 эрга в секунду, и только 0,00052% этой мощности превращается в звук.

Вряд ли знают певцы, что только 1% мощности их голосов превращается в звук!

Мощность звука очень мала: миллион человек должны говорить одновременно полным голосом, чтобы дать мощность, достаточную для горения обычной электрической лампочки.

ОТЧЕГО „ПОЕТ“ ЧАЙНИК?

Незадолго до закипания чайник начинает «петь». Всем знакомо это явление, но вряд ли многие задумывались над тем, почему «поет» чайник.

Дно чайника — наиболее горячая часть его. Здесь с самого начала повышается температура и образуется пар. Пузырьки его отрываются от дна и поднимаются вверх. У дна чайника пузырьки испытывают давление столба воды и противостоят ему. Поднимаясь вверх, пузырьки проходят через более холодную воду, температура их понижается, падает и их собственное давление, которое, наконец, не может противостоять окружающему давлению, и они внезапно лопаются. Эти звуки передаются через воду и стенки чайника в воздух, и мы слышим, как чайник «поет».

Чайник перестает «петь», когда вся вода нагревается до кипения и пузырьки поднимаются на самый верх, не охлаждаясь, а потому и не лопаясь по дороге.

СЛОВА, ЧИТАЕМЫЕ НАОБОРОТ

В граммофонной студии на граммофонной пластинке было записано между двумя продолжительными паузами слово «навстречу», произнесенное громко и внятно. Что получится, если граммофонную пластинку пустить в обратном направлении? Казалось бы, что мы должны услышать слово «учертсван» или что-либо подобное.

На самом же деле послышалось слово «хухха».

Чем это объясняется? Прежде всего тем, что согласные звуки теряют всякую индивидуальность своего звучания, если их воспроизвести в обратном порядке; в данном случае они вообще выпали при обратном проигрывании. Немалую роль играла также степень заглушения студии, в которой производился этот опыт. По степенное затухание громких гласных «а» и «у» при обратном воспроизведении записи создало звуковое впечатление буквы «х», звучащей с нарастающей силой.

Напомним, что несколько лет назад на экранах наших звуковых кино была показана кинокартина «Механический предатель», герой которой (Игорь Ильинский) имел звукозаписывающий аппарат, воспроизводивший слова наоборот.

Описанный опыт с граммофонной пластинкой показывает, что идея этой кинокартины была основана на... незнании законов акустики.

ЛЕСНЫЕ ШУМЫ

Шум ветра в лесу меняется в зависимости от породы деревьев. Хвоя сосны и ели разбивает ветер на вихри, следующие один за другим очень часто; при этом получается свистящий звук, имеющий очень высокий тон. В лиственном лесу постоянно стоит шум, потому что широкая поверхность листьев разбивает ветер на небольшие струйки.

Листья, дрожа, трутся друг о друга, шелестят. Весной, когда листья молодые и нежные, шелест их мягок; грубеет он осенью, когда листья становятся более жесткими.

Лесной ручеек легко и ласково журчит потому, что струя воды при небольшом падении захватывает частицы воздуха и погружает их в воду, отчего образуются пузырьки. Лопаньем этих пузырьков и объясняется журчание ручейка.

„ПЕНИЕ“ ТЕЛЕГРАФНЫХ ПРОВОДОВ

Ветер, дующий вдоль проводов, создает небольшие вихри и образует звук определенной высоты. Чаще всего провода под влиянием ветра начинают раскачиваться со свойственной им частотой колебаний, как струны. В этом случае телеграфные провода «поют». При сильных порывах ветра однообразное «пение» проводов переходит в сильный свист.

ПРОПАВШИЙ ЗВУК

Будучи в звуковом кино или слушая радиопередачу, попробуйте прислушаться к воспроизведению речи и услышать в ней букву «с». Как бы вы ни старались, четкого произношения этой буквы вы не услышите: вместо буквы «с» слышится нечто вроде слабого «т».

Причина пропадания звука заключается в том, что основная мощность звучания буквы «с» имеет около 8 тыс. колебаний в секунду, а в радиовещательной передаче и в обычном звуковом кино воспроизводится значительно более узкая полоса колебаний — до 4500—5000 в секунду, и таким образом звуки более высоких частот срезаются.