РАДИО НА СЛУЖБЕ У ЧЕЛОВЕКА

КАК РАСКАЧИВАЮТ КАЧЕЛИ

Все вы знаете, что для увеличения размаха колеба­ний качелей необходимо подталкивать качели через опре­делённое время, как говорят, в такт их колебаниям. От этого качели вскоре сильно раскачиваются. Если же раскачивать качели не в такт, то одни толчки будут уско­рять движение качелей, другие —тормозить их, и силь­ных колебаний не получится.

Такое же явление происходит и с волнами. Любая механическая или звуковая волна, достигая какого-либо тела, способного колебаться, приводит его в колебания. Обычно эти колебания настолько слабы, что заметить их трудно. Но иногда бывает иначе. Так, если вы будете длительно петь какую-либо ноту перед роялем с открытой крышкой, то после того, как вы замолчите, можно услы­шать звук, издаваемый одной из струн, именно той, период колебаний которой совпадает с периодом колеба­ний спетого звука. Струна как бы отзывается на ваш звук. Если вы споёте другую ноту, то на неё отзовётся другая струна, так как каждая из струн рояля имеет свой определённый период колебаний. Такой же опыт можно сделать и с гитарой, только в этом случае не каждый звук будет вызывать ответное звучание струны, так как гитара имеет всего 7 или 9 струн, и период возбуждающего звука может не совпасть с периодами ги­тарных струн.

Сжатия и разрежения воздуха, создающиеся при пе­нии, действуют на струну так же, как толчки действу­ют на качели. Сжатие толкает струну вправо; она изги­бается. Но так как струна упруга, она сейчас же начинает выпрямляться, причём если в этот момент сжатие в воз­духе сменилось разрежением, то струна распрямляется свободно и идёт в другую сторону. Следующее сжатие воздуха снова толкает её вправо, и так далее. Если воздуш­ные толчки действуют в такт, то струна раскачивается.

Это замечательное явление называют резонансом («резонанс» по-русски обозначает «отклик»). При резонан­се период колебаний раскачиваемого тела как раз сов­падает с периодом колебаний той силы, которая раска­чивает тело.

При благоприятных условиях размах резонансных коле­баний может в тысячи раз превышать размах в отсут­ствии резонанса. Известны случаи, когда резонансные колебания приводили к катастрофам. Так, однажды по мосту проходила воинская часть, двигавшаяся «в ногу». Случайно период шагов солдат совпал с периодом соб­ственных колебаний моста. В результате мост раскачал­ся настолько сильно, что разрушился. Теперь в воинских уставах указывается, что по мостам воинская часть должна идти «не в ногу», чтобы не создать опасного резонанса.

Явление резонанса используется также для усиления звуков, возбуждаемых в воздухе каким-либо колеблю­щимся телом. Так, если держать звучащий камертон (так называют прибор, похожий на вилку; он применя­ется при обучении пению) в руках, то издаваемый им звук кажется тихим; создаваемая камертоном звуковая волна слаба, так как маленькие ножки камертона при­водят воздух только в очень слабое движение. Но если поставить камертон на полый ящик, открытый с одного конца (рис. 5), то он быстро приведёт в колебание весь столб воздуха, заключённый в ящике; издаваемый звук

Оказывается более сильным. Конечно, размеры ящика должны быть вы­браны таким обра­зом, чтобы коле­бания воздушного столба были резо­нансными.

Легко при этом заметить, что если камертон держать в руках, то он звучит дольше, но зато слабее, чем Рис. 5. Камертон на резонансном ящике. камертон с ящи­ком. Это происхо­дит потому, что в последнем случае—при камертоне с ящи­ком — отдача звука в окружающее пространство («и з л у ч е - н и е» звука) происходит быстрее, камертон быстрее теряет энергию и перестаёт колебаться.