Александр Леонович - Физика без формул

Это связано с тем, что газы и жидкости легко откликаются на уплотнение и разрежение, но почти не замечают, когда их слои сдвигают друг относительно друга. А в кристаллах, где частички словно бы сплетены в огромную объемную сеть, сдвиг одной из них, что вдоль, что поперек, тут же ощущается соседями.

Если сравнить звуковые волны с электромагнитными, то можно отметить серьезное отличие их друг от друга. Звуковые волны бывают двух сортов, а электромагнитные — только поперечные. Скажем, приемную антенну телевизора располагают поперек идущей к ней от станции волны. Лишь в этом случае дошедшая до антенны поперечная волна приведет в ней в движение электрические заряды и наилучшим образом передаст нам телесигнал.

Леонид Исаакович Мандельштам(1879–1944) — российский физик. Один из создателей нового направления — теории нелинейных колебаний. Обобщил понятие резонанса. Разработал новые системы радиотелеграфной и радиотелефонной связи, метод генерации электромагнитной энергии. Предложил теорию рассеяния света, немало плодотворных идей внес в квантовую теорию. Многое сделал для разъяснения теории относительности.

Почему мы слышим? Представьте, что вы глубоко вдохнули, задержали дыхание и на минутку оказались на Луне. Услышим ли мы что-нибудь на ней? Рядом могли бы взлетать ракеты, падать метеориты, играл бы целый симфонический оркестр, а наши уши — ноль внимания.

Ответ на эту загадку, как говорят, лежит на поверхности. Поверхности… той же Луны. Вернее, в отсутствии на ней атмосферы. Нет воздуха, нечем звук передавать, и ушам воспринимать нечего. Значит, наше ухо реагирует на те толчки, которые доносит до него воздушная среда.

А в воде? Да то же самое, иначе мы ничего не слышали бы под водой. И в твердых телах похожая картина. Например, если мы приложим ухо к рельсу на железной дороге, то расслышим перестук колес далеко идущего поезда. А как давным-давно узнавали о приближении конного всадника? Да, именно прикладывали ухо к земле.

Конечно, звук при распространении затухает. Гром от молнии, ударившей поблизости, может оглушить. Его же раскаты, доносящиеся от грозы, сверкающей на горизонте, еле слышны. И тем не менее наш слух весьма чувствителен. Достаточно совсем небольших перепадов давления воздуха, доставляемых звуковой волной, чтобы барабанная перепонка внутри уха пришла в колебание и просигнализировала бы нашему мозгу о «приеме» звука.

Безусловно, слух некоторых животных намного острее, чем у человека. Вы, разумеется, не раз замечали, как кошка «навострила» уши, уловив царапание мыши, когда нам не слышно абсолютно ничего.

А могут ли быть звуки, которые не услышит и кошка? Да, такие звуки существуют. Когда выяснилось, что звук представляет собой волновое явление, его стали описывать с помощью двух понятий — длины волныи частоты. Смотря на речные или морские волны, вы обращали внимание на их различный вид. У одних расстояние между гребнями или впадинами — большое, а у мелкой ряби — маленькое. Мы и говорим: длинная волнаили короткая волна.

А теперь взглянем на поплавок у берега, на который набегают эти волны. Если они крупные, с большой «длиной волны», поплавок ходит вверх-вниз медленно, редко. А бегущая рябь заставляет его буквально трястись на месте, то есть колебаться быстро, часто. Ну-ка, сосредоточьте свое внимание: большая длина волны — частота низкая, а короткая волна — частота высокая.

Эта удивительная особенность присуща всем волновым процессам. Но вернемся к звуку. С увеличением длины волны он становится «толще», ниже, еще говорят: низкочастотный звук. Когда же частота колебаний возрастает, то длина волны уменьшается, а звук воспринимается как более тонкий, высокий.

Таким образом, частота колебаний— одна из самых важных характеристик звука. Измеряют ее в герцах. Эта единица, названная в честь немецкого физика, показывает, сколько колебаний совершается в секунду. Так вот, у каждого живого существа есть свой диапазон, свои границы испускаемых и воспринимаемых звуков. У человека диапазон слышимости простирается примерно от 16 до 20 000 герц.