Научно-популярная книга, рассказывающая о звуках и их восприятии человеческим ухом.
Мы живём в мире звуков.
Где бы мы ни находились, что бы ни делали — нас всюду сопровождают самые различные звуки. Каждое наше движение вызывает звук — шорох, шелест, скрип, стук. Правда, мы привыкаем к обычным звукам и часто не замечаем их. Так, порой человек не слышит, как рядом тикают часы, а при движении трамвая «пропускает мимо ушей» даже грохот вагона. Мы просто не сосредоточиваемся на этих привычных звуках, и часто бывает так, что только внезапно наступившая тишина обращает наше внимание на звуки, раньше ускользавшие от слуха.
Для восприятия звуков человек имеет тончайший аппарат — ухо. Ухо может воспринимать самые различные звуки. Оно может выделять из многих доносящихся одновременно звуков только те, которые нас интересуют. Очень часто мы руководствуемся в своих действиях слуховыми ощущениями. По звукам человек часто узнаёт различные предметы и определяет, где они находятся. Слух помогает найти дорогу тёмной ночью или в густом тумане. Шофёр по шуму мотора судит о его исправности. Рабочий на слух контролирует работу машины. Любой из нас по звуку определит, когда в чайнике закипит вода. По голосу можно не только узнать знакомого человека, но часто и определить его настроение, а ведь для этого ухо должно быть чутким к малейшим оттенкам звуков. А какую неоценимую услугу оказывает звук разведчику! Попадая в зону расположения противника, он иногда только по одним звукам может собрать много ценных сведений. Но для неосторожного разведчика звук может сыграть и предательскую роль. Треск сухого сучка под ногами, стук приклада автомата о камень или твёрдую землю и другие случайно вызванные звуки могут обнаружить место нахождения секрета.
После некоторой тренировки по звуку можно научиться отличать самолёты и танки противника от своих, а в некоторых случаях даже удаётся определить их тип и приблизительное количество.
Слух играет огромную роль и в жизни животных. Он помогает зверям и птицам выслеживать свою добычу, предупреждает их о грозящей опасности.
Как же возникает и распространяется звук? Как устроено наше ухо и какие звуки оно может слышать? Можете ли вы объяснить, почему при ветре воют провода и шумит лес? Всегда ли по ветру звук лучше слышен, чем против ветра?
На эти и многие другие вопросы читатель найдёт ответы в нашей книжке.
Нельзя разобраться в звуковых явлениях, не составив себе ясного представления о том, что такое звук. Прежде всего посмотрим, как он возникает и распространяется.
Оттяните, а затем отпустите струну балалайки или гитары. Струна заколеблется, и вы услышите звук. Вы почувствуете колебания струны, если коснётесь её пальцем. Подержите палец на струне — колебания струны прекратятся, а вместе с ними исчезнет и звук. Колокольчик также перестанет звучать, если до него дотронуться. Значит, только колеблющиеся тела порождают звук.
Но что такое колебание?
Посмотрите, как движется маятник стенных часов. Он всё время качается вправо и влево (рис. 1). Дойдя до крайнего, например, правого положения, маятник на мгновение останавливается и потом идёт влево. Скорость его увеличивается до тех пор, пока он не дойдёт до среднего положения. Затем движение маятника начинает замедляться, и в крайнем левом положении он вновь останавливается. В следующее мгновение маятник опять начинает двигаться — теперь уже вправо. Половина размаха маятника или расстояние от среднего положения его до одного из крайних называется амплитудой колебания.
Подобно маятнику часов, любой подвешенный груз может совершать такое же движение. С подобным движением мы часто встречаемся в природе и называем его колебательным движением.
Если бы воздух не оказывал сопротивления маятнику и не было трения в месте его подвеса, то было бы достаточно толкнуть такой маятник один раз, и он колебался бы вечно. Но в природе так не бывает. Трение замедляет скорость движения маятника, расстояние между крайними положениями его постепенно уменьшается, и рано или поздно маятник останавливается.
Теперь проделайте такой опыт. Зажмите один конец стальной линейки в тиски, а другой отогните в сторону и отпустите. Линейка начнёт колебаться (рис. 2). При этом возникает звук, напоминающий жужжание. Почему же маятник колеблется беззвучно, а колебания линейки сопровождаются жужжанием? Оказывается, между этими колебаниями имеется существенная разница. Линейка в одну секунду совершает гораздо больше колебаний, чем маятник. Число колебаний в одну секунду называют частотой. Таким образом, частота колебаний линейки больше частоты колебаний маятника. Мы слышим звук при колебаниях линейки потому, что она колеблется с большей частотой.
Таких примеров, когда твёрдые тела, колеблясь, звучат, можно привести очень много.
А могут ли звучать жидкости и газы?
