Класс!ная физика



Звук. Эффект Доплера и фигуры Хладни. Опыты

11.2016


ЭФФЕКТ ДОПЛЕРА

Оглушительно гудя, проносится мимо нас тепловоз. И тотчас тон гудка становится ниже.
Если источник звука приближается к нам, то до наших ушей в течение 1 секунды доходит колебаний больше, чем в том случае, когда источник неподвижен.
Если же источник звука удаляется, число колебаний звука, воспринимаемых нами, уменьшается. Это явление называется эффектом Допплера.

Хотите проверить, как движение звучащего тела сказывается на его звучании?
Возьмите игрушечную свистульку и вставьте ее в резиновую трубку длиной 80—100 см. Держите трубку неподвижно и дуйте в нее.

Вы услышите ровное звучание свистка. Не прекращая дуть, начинайте вращать трубку. Высота тона свистка будет то повышаться, то понижаться и тем заметнее и чаще, чем быстрее вы крутите трубку.


ЗВУКОВАЯ ЛИНЗА

Надутый детский воздушный шар может служить звуковой линзой, концентрирующей звуковые волны.

Надуйте и подвесьте воздушный шарик. С одной стороны шарика расположите тикающие часы, а с другой стороны подставьте свое ухо.
Сдвиньте рукой шарик в сторону. Вы слышите тикание часов?
А теперь отпустите шарик, пусть он займет положение между ухом и часами. Что теперь вам слышно?
Попробуйте заменить шарик на другой большего или меньшего размера.

Еще больший эффект дает шар, наполненный чистым углекислым газом.

ОПЫТЫ ХЛАДНИ

Известный немецкий ученый Хладни впервые за интересовался теорией звука, когда ему было 19 лет. Занимаясь музыкой, он изучал и звучание разных предметов.

Вот что рассказывает сам ученый: «Я нигде не мог найти научных объяснений относительно разных видов колебания и звучности тел. Я заметил, что маленькая стеклянная или металлическая пластинка, подвешиваемая за разные места, издавала различные звуки, когда я ударял по ней. Я зажал в тиски медную шайбу за шип, который был посреди шайбы, и заметил, что от скрипичного смычка она издает различные звуки. Наблюдения Лихтенберга в области электричества навели меня на мысль, что различные колебания моей шайбы тоже обнаружатся, если посыпать ее песком. Когда я привел свою мысль в исполнение, то от колебания шайбы смычном на ней появились звездообразные фигуры из песка».

Фигуры, изображенные на рисунке, получили название «фигур Хладни».

Вы можете повторить опыты ученого в своей лаборатории.
Для этого нужны совершенно ровный кусок медной пластинки, деревянный брусочек для прокладки между столом и пластинкой и кусочек пробки, чтобы отделить головку винта от пластинки.

Пластинку покройте темным лаком. Натрите смычок канифолью и водите им медленно, не нажимая сильно, вверх и вниз. Через сито насыпьте на пластинку тонкий слой песка. Водя одной рукой смычок, другой дотроньтесь до одной из сторон пластинки или в начале ее, или в середине. От того, в каком месте вы прикоснетесь к пластинке, как сильно будете нажимать смычком, зависит рисунок фигуры.

Как вы уже догадались, фигуры образуются оттого, что не все точки пластинки приходят в колебание от прикосновения смычка. Те точки, которые придерживаются пальцами, не двигаются, именно сюда и собирается песок с колеблющихся точен.

Простые фигуры вызываются низкими нотами, более сложные образуются при высоких нотах.

Интересно провести опыты с круглыми, шести- и восьмиугольными пластинками. Можно устроить даже конкурс на наиболее сложную фигуру.


Источник: Н. Болховитинов "Твое свободное время"





Устали? - Отдыхаем!

Вверх