Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

Наука доказала, что рыбы вовсе не немы и не глухи, они тоже издают звуки и слышат их, потому что они воспринимают колебания, воз­никающие в воде. Людям же удается «услы­шать» их только с помощью специальных при­боров.

В твердых телах тоже возникают и распро­страняются колебания. Землетрясение ощуща­ется не только в том месте, где оно возникло, но за десятки, сотни и даже тысячи километров.

Наш орган слуха — ухо — устроен так, что непосредственно слышит звуки, распростра­няющиеся не только в воздухе, но и в воде. Если вы приставите к своей голове камертон, звучащий так слабо, что ухо не улавливает его звук, то явственно услышите этот звук через кость: органы внутреннего уха уловят колеба­ния, распространяющиеся в твердом теле.

Излучают звук колеблющиеся тела: струна, камертон (если по ним ударить), колебания воз­духа в прорези свистка, колебания голосовых связок и т. п.

Воздух — это смесь газов. Молекулы газов, составляющие воздух, находятся в беспорядоч­ном тепловом движении, беспрерывно сталкива­ются друг с другом и разлетаются. За 1 секунду каждая молекула сталкивается с другими милли­арды раз. Скорость их движения достигает 1000 м/сек. Атмосфера существует на Земле только благодаря притяжению планеты; если бы оно исчезло, все молекулы воздуха немед­ленно улетели бы в межзвездное пространство. Притяжение Земли создает и атмосферное дав­ление. Но молекулы воздуха не падают на Землю, подобно камню, так как они обладают кинетической энергией, беспрерывно обмени­ваются ею друг с другом, противодействуют сжимающему их давлению. Это значит, что газ обладает упругостью: он сопротивляется сжатию, а когда давление снято, расширяется, занимая весь предоставленный ему объем. Упругостью обладают и жидкости и твердые тела.

В твердых телах и в жидкостях действуют большие силы межмолекулярного притяжения. Их молекулы не могут разойтись на расстояние большее, чем позволяют эти силы. В газах же такие силы очень слабы и их молекулы сближа­ет только внешнее давление.

Упругость воздуха выражается в том, что любое давление на воздух передается им равно­мерно во все стороны. Поэтому и возможна в воз­духе передача упругих волн, т. е. сжатий и раз­режений газа, созданных любым посторонним телом.

Из всего многообразия упругих волн зву­ковыми называют лишь те из них, которые спо­собен воспринимать наш орган слуха. Возник­новение, распространение и свойства звуко­вых волн изучаются специальным разделом фи­зики — акустикой.

ЗВУКОВАЯ ВОЛНА

При вибрации звучащее тело отклоняется от своего положения равновесия попеременно в противоположные стороны. При каждом откло­нении оно сжимает одной своей стороной приле­гающий к нему воздух, а другой стороной раз­режает. С одной его стороны давление воздуха становится чуть больше атмосферного, и на­столько же оно уменьшается на противополож­ной стороне. Разница между давлением в слое сжатия или разрежения и обычным атмосфер­ным давлением называется акустическим или звуковым давлением.

Чередующиеся сжатия и разрежения, соз­данные вибрирующим телом — источником,— передаются в воздухе благодаря его упругости от слоя к слою, т. е. распространяются от места их возникновения во все стороны. Созданные вибрирующим телом сжатия и разрежения воздуха повторяются, постепенно затухая, в каждой точке пространства, куда достигнет волна.

Физики-акустики умеют измерять свойства звуковой волны. Наибольшее значение в этих измерениях имеет определение величины аку­стического давления и его частоты, т. е. коли­чества колебаний в одну секунду. Единица этого измерения— герц — названа по име­ни немецкого ученого Генриха Герца. Герц — частота, при которой в одну секунду происходит одно колебание. Обозначается она гц.

Орган слуха у человека воспринимает упру­гие волны с частотами от 16 колебаний в секунду до 20 000, т. е. с частотами от 16 до 20 000 гц (20 кгц) Волны с частотами меньше 16 гц называют ин­фразвуком, с частотами больше 20 кгц — ульт­развуком.

Чтобы иметь более полное представление о звуковой волне, нужно, кроме частоты, знать и ее длину — расстояние между ближайшими слоями сжатия (или разрежения) — и скорость ее распространения. Все эти величины: частота v, длина l и скорость v — взаимозависимы. Если измерить две из них, можно найти и тре-

93