КОГДА ШЕПЧУТ СТЕНЫ
Если вам приходилось когда-нибудь итти по длинному тёмному коридору, то вы, вероятно, обращали внимание на одно очень любопытное обстоятельство. Приближаясь к концу коридора или к его повороту, вы иногда чувствуете уже на расстоянии стену, преграждающую ваш путь. Кто же предупреждает вас о приближении к преграде? Оказывается, эти предупреждения делает ваш собственный слух. Вспомните, обычно в таких случаях вы стараетесь что-нибудь говорить, покашливать или, шагая, стучать ногами. Прислушиваясь к изменению этих звуков и не вдумываясь в причину явления, вы оцениваете расстояние, отделяющее вас от преграды.
Как это происходит?
Как луч света отражается от зеркала, так и звуковая волна отражается от больших поверхностей, стоящих на её пути. Для того чтобы звук дошёл до стены и, отражённый, возвратился к нам, потребуется некоторое время. Когда отражающая поверхность далеко, время для прохождения звука также сравнительно велико; когда же эта поверхность близка, звук возвращается скорее. Прислушиваясь к этим отражённым звукам, мы и оцениваем расстояние, отделяющее нас от стены или иной преграды. Особенно сильно это чувство развито у слепых. Очень часто слепые люди, впервые приходя в помещение, после нескольких произнесённых фраз довольно точно определяют его размеры на слух.
Мы различаем отдельные короткие звуки в том случае, когда один звук следует за другим не чаше, чем через V15 долю секунды. Если число отдельных звуков больше 15 в секунду, то они нам покажутся одним непрерывным звуком. Отбивая на барабане дробь, так, чтобы один удар за другим следовал чаще, чем через Vis долю секунды, мы не будем слышать отдельных ударов,— они сольются в единый звук. Когда отражённая звуковая волна возвращается к нам быстрее, чем через Vis долю секунды, то она сольётся с прямой волной от источника, изменяя силу его звука. Подмечая это изменение, мы и оцениваем расстояние до стены.
На каком расстоянии должна находиться стена, чтобы прямой и отражённый звуки сливались в один? Это легко подсчитать. За одну секунду звук проходит 340 метров. За Vis долю секунды он пройдёт 340: 15 = = 23 метра. Так как звук делает два конца—до стены и обратно, то стена должна быть не дальше 23:2 = = 11,5 метра.
Прежде чем звуковая волна совершенно затухнет, она в небольшом помещении сотни раз отразится от стен, потолка и пола. В этом случае последний отражённый звук достигнет нашего уха спустя несколько секунд. В продолжение всего этого времени будет ошущаться постепенно уменьшающийся гул. Этим и объясняется гулкость пу
Стых помещений. Нередко люди делают ложное заключение о силе своего голоса, пробуя петь или декламировать в такого рода комнатах. Сравните впечатление от собственного голоса, когда вы поёте в пустой комнате и затем в комнате, заставленной мебелью, устланной коврами, задрапированной шторами,— и вы убедитесь в этом.
Отражение звуковых волн обязательно принимается в расчёт при постройке театров, кино, домов культуры и других общественных зданий. Так, например, в зрительных залах театров, во избежание нежелательных отражённых звуков, стены и потолки не делают сплошными и гладкими; их обивают звукопоглощающим материалом; развешивают шторы, занавесы, устанавливают мягкую мебель, устраивают всевозможные ниши и балконы. Звук сильно поглощается такими предметами и не отражается. Зал, предназначенный для большого оркестра, обычно мало пригоден для собраний. Речь в таких залах становится или мало разборчивой, или неестественно глухой.
Рис. 14. Схема распространения звука в гроте «Ухо Дионисия». |
Напрасно в этих случаях некоторые ораторы стараются кричать, желая быть всеми услышанными. Это ни к чему не приводит. С повышением силы голоса возрастает и сила мешающих отражённых звуков.
Явление отражения звуков в некоторых помещениях приводит к интересным результатам. Вот два примера.
Если говорить шопотом у внутренней стены собора сг. Павла в Лондоне, то этот шопот можно слышать в любом месте, даже на противоположном конце этого огромного здания; при этом необходимо только стать достаточно близко к стене. Создаётся впечатление, будто шепчут сами стены. Объясняется это тем, что отражённые стенами звуковые волны вновь собираются около стен, оставаясь при этом настолько сильными, что могут быть слышимыми.
Другой пример. Около одного из итальянских городов есть грот; его называют «Ухо Дионисия» (рис. 14). Благодаря особой форме свода этого грота в нём есть два удивительных места; они отмечены на рисунке цифрами 1 и 2. Всё, что вы говорите, находясь на месте 1, так отчётливо слышно в месте 2, что можно подумать, будто говорят именно здесь. В промежуточных местах, лежащих значительно ближе к месту /, совершенно ничего не слышно. Разгадка этого странного на первый взгляд явления в том, что звуки, идущие из места /, отражаются от свода так, что вновь все собираются в месте 2.