Яков Перельман - Для юных физиков. Опыты и развлечения (сборник)

Еще лучше и быстрее передают звук разного рода твердые упругие материалы, например чугун, дерево, кости. Приставьте ухо к торцу длинного деревянного бруса и попросите товарища слегка ударить по противоположному концу: вы услышите гулкий звук удара, переданный через всю длину бруса. Можно даже, – если кругом достаточно тихо и не мешают посторонние шумы, – услышать через брус тиканье часов, приставленных к противоположному концу. Так же хорошо передается звук через железные рельсы или балки, через чугунные трубы, даже через почву: давно известно, что, приложив ухо к земле, можно расслышать топот лошадиных ног задолго до того, как он донесется по воздуху; а звуки пушечных выстрелов можно услышать этим способом от таких отдаленных орудий, грохот которых по воздуху совсем не доносится.

Так хорошо передают звук только упругие твердые материалы; мягкие же ткани, рыхлые, неупругие материалы очень плохо передают через себя звук, они его «поглощают». Вот почему вешают мягкие, толстые занавеси на дверях, если хотят, чтобы звук не достигал соседней комнаты. Ковры, мягкая мебель, платье действуют на звук подобным же образом.

Сейчас я упомянул, что кости – один из тех материалов, которые хорошо передают звуки. Хотите убедиться, что кости вашего собственного черепа обладают этим свойством? Ничего нет легче. Захватите зубами колечко карманных часов и зажмите руками уши: вы услышите вполне отчетливо мерные удары балансира, более громкие, нежели тикание, воспринимаемое ухом через воздух. Эти звуки доходят до вашего уха через кости головы.

Вот еще забавный опыт, доказывающий хорошую передачу звуков через кости черепа. Привяжите к середине бечевки медную ложку так, чтобы бечевка имела два свободных конца. Эти концы прижмите пальцами к закрытым ушам и, подавшись корпусом вперед, чтобы ложка могла свободно раскачиваться, ударьте ложкой о какое-нибудь твердое тело: вы услышите густой гул – словно колокольный звон раздается возле самого вашего уха.

Еще лучше удается опыт, если вместо ложки взять тяжелые щипцы для угольев.

Свеча на двойном расстоянии светит, разумеется, слабее. Но во сколько раз? В два раза? Нет, если вы поставите на двойном расстоянии две свечи, они не дадут прежнего освещения. Чтобы получить освещение, одинаковое с прежним, надо на двойном расстоянии поставить не две, а дважды две – четыре свечи. На тройном расстоянии придется поставить не три, а трижды три, т. е. девять свечей, и т. д. Это показывает, что на двойном расстоянии сила освещения ослабевает в 4 раза, на тройном – в 9 раз, на четверном – в 4x4, т. е. в 16 раз, на 5-кратном – в 5x5, т. е. в 25 раз и т. д. Таков закон изменения силы счета с расстоянием. И таков же – заметим заодно, – закон ослабления звука: слова говорящего на 6-кратном расстоянии ослабевают не в 6, а в 36 раз [12] .

Зная этот закон, мы можем воспользоваться им, чтобы сравнить между собою две лампы – вообще два источника света различной силы. Вы желаете, например, узнать, во сколько раз ваша лампа светит сильнее, нежели простая свечка, т. е. сколькими обыкновенными свечами нужно было бы эту лампу заменить, чтобы получить такое же освещение.

Чтобы произвести сравнение, вы располагаете лампу и зажженную свечу на одном конце стола, а на другом ставите отвесно (зажав, например, между страницами книги) лист белого картона. Перед этим листом, недалеко от него устанавливаете, также отвесно, какую-нибудь палочку, например карандаш. Он отбрасывает на картон две тени разной густоты, от лампы и от свечи. Густота этих двух теней, вообще говоря, различна потому, что обе тени освещены: одна – яркой лампой, другая – тусклой свечой. Приближая свечу, вы можете достигнуть того, что обе тени сравняются в густоте. Это будет означать, что сейчас сила освещения лампы как раз равна силе освещения свечи. Однако равенство обусловлено здесь тем, что лампа находится дальше от освещаемого ею картона, нежели свеча; измерьте, во сколько раз она дальше, – и вы сможете определить, во сколько раз лампа ярче свечи. Если, например, лампа в 3 раза дальше от картона, чем свеча, то, значит, яркость ее в 3x3, т. е. в 9 раз больше яркости свечи; почему это – легко понять, если вспомнить, каков закон убывания силы освещения.