Предыдущая Следующая
Давно известно, что звук распространяется
в воздухе посредством образования волн - участков повышенного и пониженного
давления воздуха. Механизм их образования в своей основе весьма прост. Известно, что воздух, с одной стороны, упруг (что используется для
амортизации колёс автомобилей, велосипедов и т. д.), а с другой стороны - имеет
определённую (хотя и небольшую) плотность, или удельный вес. Удельный
вес воздуха зависит от температуры и давления, причём с ростом температуры он
уменьшается (т. е. на морозе воздух плотнее).
Если мы посмотрим, что происходит при
колебании поверхности какого-либо тела в воздухе, то обнаружим следующую
картину. При начале движения поверхности вправо те частицы воздуха, которые
находятся справа от колеблющейся поверхности, в силу своей инерционности
(воздух отнюдь не невесом!) оказываются уплотнены. Иными словами, образуется
слой повышенного давления. Благодаря упругости воздуха усилие от сжатого слоя
передается следующему слою, но из-за инерционности двигаться он начинает не
сразу. При движении поверхности в другую сторону, влево, образуется слой
пониженного давления, т.е. разрежение, которое будет вызывать совершенно
аналогичное движение частиц воздуха, только в обратную сторону (влево).
Скорость распространения колебаний воздуха и составляет скорость звуковых волн.
Она пропорциональна квадратному корню из частного от деления упругости воздуха
на его удельный вес. В комнатных условиях звук распространяется
со скоростью около 330 м/сек, то есть, чтобы пройти один метр, звуку
нужно 0,003 сек., а чтобы пройти 30 м - около 0,1 сек.
Если колебания излучающей поверхности
повторяются с определённой частотой, например, 440 Гц (т. е. 440 раз в секунду
- такова частота камертона для настройки инструментов), колебания воздуха
начинают повторяться в пространстве, в нашем случае - примерно через 0,8 м (330
м/сек разделить на 440 Гц). То есть, в случае периодических колебаний можно
говорить о длине звуковой волны. Стоит отметить, что размеры резонаторов
музыкальных инструментов прямо связаны с длиной волны - чем длиннее волна (и
ниже её частота), тем, в частности, длиннее и соответствующая ей труба органа.
Длины звуковых волн лежат в диапазоне от 20 м (15 Гц) до 1,5 см (22 кГц). Предыдущая Следующая
|