ЗВУК
ЗВУК
Звук
Звук - учение о З. - акустика. Мы отличаем шум от тона. Притом ещевсякий З. характеризируется высотою, силою и оттенком. Каков бы ни былисточник З., можно различными приемами не только доказать, что звучащеетело находится в состоянии колебательного движения, но и определитьчисло колебаний его в одну секунду. Это можно сделать: 1) графическимспособом, сосчитав число зигзагов, образованных на поверхностивращающегося цилиндра в известный промежуток времени каким либо легкимострием, прикрепленным к звучащему телу; 2) акустическим способом, припомощи так называемой сирены Каньяра-Латура, зубчатого колеса Савара,монохорда, сонометра Шейблера и т. п.; 3) оптическим способом Лиссажу,манометрическими огоньками Кёнига и т. д. Высота З. зависит от числаколебаний. Пределы слышимых колебаний для различных лиц и условийнеодинаковы. Самым низшим З. соответствуют числа колебаний от 10 до 28 в1 секунду, а самым высоким - от 30000 до 40000. Интервал,соответствующий двум тонам, из которых один обладает числом колебаний в2 раза большим, нежели другой, называется октавой; отношения же междучислами колебаний 3:2, 4:3, 5:4, 6:5 соответствуют последовательноинтервалам квинте, кварте, большой и малой терциям. Трезвучие мажорногоаккорда состоит из примы 1, большой терции 5/4 и квинты 3/2; минорныйаккорд составляют интервалы 1, 6/5 и 3/2. Интервалы мажорной гаммы : 19/8 5/4 4/3 8/5 5/3 15/8 2. Интервалы минорной гаммы: 1 9/8 6/5 4/3 3/28/5 9/5 2. Тоны, числа колебали которых по отношению к некоторомуосновному тону 1 образуют последовательно ряд 2, 3, 4, 5 и т. д.,называются высшими гармоническими тонами (или обертонами) относительноосновного тона. Оттенок З. или тембр зависит именно от того, что во всяком З. вообщеосновной тон сопровождается в большем или меньшем числе высшимигармоническими тонами. Так, звучащая струна колеблется не только простоцеликом, но и каждая ее часть в большей или меньшей степени колеблетсяотдельно, усложняя, таким образом, общую форму колебания струны, отчего, следовательно, и должен зависеть оттенок З. Эти сложные колебанияструны можно наблюдать и изучать при помощи вибрационного микроскопаГельмгольца. От числа и силы высших тонов, примешанных к основному тону,зависят и гласные З. человеческого голоса. сила З. в данном месте есть количество звуковой энергии, проходящей вединицу времени через единицу площади, перпендикулярной к направлениюраспространения З. На основании этого определения можно вывести формулу: Е = 2p2rwа2N2, в которой r есть плотность среды, w скоростьраспространения З., a амплитуда колебаний, N число колебаний в 1секунду. Отсюда следует, что при постоянном N сила З. пропорциональнаквадрату амплитуды колебаний и произведению из плотности среды наскорость распространения в ней З. Кроме того сила З. обратнопропорциональна квадратам расстояния данного места от источника З.Некоторая часть З. энергии должна также тратиться в среде на внутреннеетрение и преобразовываться в теплоту. Что звукопроводность различных телнеодинакова, можно убедиться простыми опытами. В пустом (безвоздушном)пространстве З. вовсе не распространяется. В водороде - весьма слабо.Жидкости и твердые тела гораздо лучше проводят З., нежели газы. К лучшимпроводникам З. принадлежат стекло, сталь, дерево. Между металлами худшийпроводник - свинец. Дерево значительно лучше проводит З. вдоль волокон,нежели поперек их. Мягкая резина, сердцевина бузины относятся к самымхудым проводникам З. Опытами доказано, что можно считатьзвукопроводность (подобно электропроводности) прямо пропорциональноюплощади поперечного сечения тела и обратно пропорциональною длине его. Скорость З. в свободном воздухе, на основании более точныхнаблюдений, равняется 332,5 метрам при 0°. Вычисление дает тоже самое изформулы: (где р упругость, D плотность воздуха и есть отношение теплоемкостейвоздуха при постоянном давлении и при постоянном объеме. Затем gускорение тяжести, d плотность ртути, a коэффициент расширения воздуха,t температура, d плотность сухого воздуха при 0° и 76 с. м. давления, fупругость водяных паров в воздухе и h барометрическая высота). Сповышением температуры скорость З. возрастает. Она не зависит ни отвысоты, ни от силы З. Скорость З. в трубах меньше, чем в свободномвоздухе, в особенности в трубах или каналах малого поперечника. СкоростьЗ. в воде, по опытам Колладона и Штурма, 1435 м. При +8°. В твердыхтелах, хорошо проводящих З., скорость З. еще значительнее. Так в стекле,алюминии, стали - ок. 5200 м.; в чугуне 4300 м., в меди 3750 м.; всвинце же гораздо меньше, именно 1200 м. В каучуке (резине) - изолятореЗ. - скорость З. раз в 10 меньше, нежели в воздухе. В дереве, вообще,скорость З. почти такая же, как в металлах, притом она больше понаправлению волокон (фибр). Так, напр., в ели скорость З. вдоль волоковв 2,2 раза больше, чем поперек; в сосне - в 1,6 раза больше; в дубе - в1,36 раза.
|
