Перельман Я.И. - Знаете ли вы физику (1107596), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Температура Солнца. Как вычислили темпера- '-солнечной поверхности? фб. Температура мирового пространства. Что такое '~~щратура мирового пространства? :,„~~~,.',-':.-,'.'~~кую температуру должны припять ~ела, пол~сц1ен- Отиети ых нОИРООы 1б! — и7б В стихотворении чередуются двусложные эхо :=;;;.ффффф;;; ««чаегць», «можно») с односложными («ла», „.'.й)))йайт»у;::Стихотворец пе задумывался над тем, возможно .:.:,!»!)~«у)ртгроде подобное чередование длинных и коротких „;;П)~~';;.'и';."руководствовался, по-видимому, лишь правилал~и ";„~~»«умножения.
С точки зрения физики такое явление ожно. Двусложнос эхо указывает на вдвое боль«л: ";::::удаление источника звука от отражающей пре"'"''-" 'нежели эхо односложное. Для человека. оста- Ью .",'~~~*';,ф;йамол1 леле: когда мы слышим односложное эхоэ ,; "ф~фрааите, что Вы находитесь гж отражаюгцей ире' ""!":на расстоянии 33 м. Хлопните в ладоши: звук т до преграды 33 м, затем такой же обратный ';:.::::и Вы услышите эхо через бб:330=-0,2 с, потому ":,"~~,,',::;Юля пробегает в секунду (в воздухе) 330 лс Звук ;:„,;:,:$$~щйнвя тал.
короток, что успевает прекратиться мень'=" ',";~сь~ 'за 0,2 с, т. е. прежде, чем приходит эхо. Звук "~'„:;; «~:,в этом случае слышны раздельно, не сливаясь ~'...:,"~й«к односложные слова мы произносим примерно , ';","!ф2с„то односложное эхо можно сльппать на ""'"',;,",",!з«)нпи 33 м от преграды. Эхо же лвусложного ,. ''='дри таком удалении от преграды частью сольется :,,',~,," наносимым словом ко рассчитать, что двусложное эхо воспринима- '"'!~::;четко лишь при удалении от преграды не менее "-;";фф~"..))в бб м.
',:=.~л~~1.';:";::~Ращаясь к стихотворению, видим, что при произ- ~у~ф~фМП слова «отвечаешь» эхо донесло только послед- ":"~~~',Йпа слога - «чаешь», все остальные слились с произым словом. Значит, пастух находился от преграды сстоянии около 60 70 м. Но если так.
то при несении слова «сюда» эхо должно было отклик- двумя слогами, а пе одним. 373 ~лк Гром доносится не обычными звуковыми вол1%7.й %Уй„нами, а особыми так называемыми взрывн ы м и волнами, отличающимися весьма значительными амплитудами колебаний. Взрывная волна во многом отлична от звуковой и только в конце своего недолговечного существовании распадается на звуковые волны. Прежде всего взрывные волны распространяются заметно скорее звука, причем скорость их не постоянна, а быстро убывает по мере того, как взрывная волна изменяет свое строение и разрушается. Опыты с распространением взрывных волн в трубах показывают, что скорость их достигает 12 — 14 км/с, т.
е. превышает нормальную скорость звука раз в 40. Молния порождает взрывные волны, которые расходятся в атмосфере сначала быстрее звука. В этой стадии они воспринимаются ухом, как треск Сильные„резкие, без предварительных раскатов. удары грома, которые мы слышим сразу после вспышки молнии (иногда даже одновременно с пей). обязаны своим происхождением не успевшей распасться взрывной волне. Они свидетельствуюз о близости грозового разряда, так как только на близком расстоянии взрывная волна сохраняет свою первоначальную структуру.
Второй род громового удара, сопровождающийся характерными раскатами, попеременным усилением и ослаблением звука, наблюдается спустя некоторый промежуток времени после молнии и говори ~ об отдалешюсти их источника. Но совершенно ошибочно распространенное убеждение, будто по числу секунд, протекающих между молнией и громом, можно вычислить расстояние до грозового разряда (умножив число секунд на скоросгь звука). Ошибочш потому, что воздушная волна, приносящая звуки грома, не распространялась все время со скоростью звука, а пробежала первую часть расстояния быстрее звука и только конечную часть пути прошла со скоростью звука. Сказанное о звуке грома не относится к звукам орудийного выстрела: взрывная волна при выстреле из пушки превращается в нормальную звуковую уже в двух метрах от орудия; поэтому определение скорости звука с помощью стрельбы из пушек вполне возможно. 174 Приводим относя>циеся сюда соображения из кии> и Лакура и >>>анеля «Историческая физика»: вестно, что в направлении, по ко>орому дует вуки слышатся лучше, чем в противоположном.
ом обыкновенно уловлетворяк>тся объяснениями, направлении ветра к скорости звука прибавляется ь ветра. Чз о это объяснение недостаточно, идет>ч если припомни>ь, что движепие воздуха остью 10 м/с о>цущается как довольно сильный .=?~~~ядр>.;.цо распространяется ли звук вместо 330 м>с со ,«»",;::, ',"" " ью 340 м1с или 320 м>с, смотря по тому, ' 'ся, ли он по ветру или против не> о,—.— это пе :!,.-': "'""'у:, очевидно, иметь значительного влияния на силу '~!",.:-'::,;-.,'-'! ~ведийский физик Джон Тиидаль об ьяснил это ~'";„;:$~й',">1>йа следующим образом. Скорость ветра на иочти всегда бывает больше, чем непосредст' ';'у иоверхности земли. Вследствие это>о поверх- волн, когорые в спокойном воздухе должнь> ';;;>' ""::шаровыми (штриховые линии рис.
112), изь>еияюз ":.;:;"фг>рмь>, распространяясь в иаправх>еиии ветра "" '" Вление стрелки) быстрее, чем у поверхности . Поэтому они припимак>г формы, обозначенные 1>Щ~~й©унке сплошными линиями. А так как распрост';=;'-".„' ', " ' "', ', звука в каждой точке происходит перпеи- ,',' "'','ярно к поверхности волны, то звук, исходящий :-;„~~~ки А в направлении АС, не достигнет иа- тела, нахолящегося в > очке В, но пройдет ';-:йим в направлении Аг>, и наблюдатель в точ- «1 ':;;:;,Ф,.)ив услышит звука.
Напротив то>о, звук, выхгй по направлению АВ, распространяется по АЬ., которая повсюду иер»еидикуляриа к поверх ' ' -' волны. Звук, следовательно, будет услышан телем в т очке Ь; все звуки, исходящие из ::а',';.'~1>~'йв)нравлеии>о ниже АВ, будут отклонены подоб-:;;.-";,, „': 'же образом и достигнут земной > юверхнос > и ,;">~!~~~аз)>1х1>чных точках между А и 6. Эта часть земной ':,!':~*,Н у б ач у«, * б :;.".„... вяло бы, а ил>енно, - все звуки, которые при ,;;!;, „'х>кгрйниой погоде распространялись бь> по всему :,:;-'~!'::."-.:," е у л».» :";,.:.'".
Мта»к> ' причина усиления звука при ве > ре крое> ся .-~гМ:.",Ф:Жвгенении скорости звуковых волн, а в измеие-;Ф к»>к -фо р м ы (рис. 113, 1! 4) 1в конечном счете т) .1>сигаем, впрочем, от изменения скорости) >75 Рис. 112. Как ветер измениез- форму звуковых волн (в. Рис. !13. Как действует на звук оонутный ветер (в, Ряс.
114, Как действует на звук встречный ветер (в. 163). 17Ь 0 аН!смз дает омких звуках и раз. Но все цы болыного онку давление ,0005 ат. анно, потому, к, чем воздух. т. е. в среду, удаляется от тому предельпроникающих оответственно ьма невелик. асп, звуковых ность дерева, не проникая гг нз воздуха ~х волн, падал. Сказанным вери. у лля звука может служить щый пухом— а. Это~ полу- собирательная агма из листа особствующа я осредоточива~ают источник звуку пламя.
И леквслая лин!ьбх !77 Тиндаль устраивал звуковую линзу иным образом. «Мы составим такую чечевицу, — писал он,— наполнивзпи тонкий шар каким-нибудь газом, который плотнее воздуха. Вот, например, шар из коллодиума (рис. 116), наполненный углекислым газом; с~сики его так тонки, что легко уступают каждому толчку, ударяющему их, и передают толчок заключающемуся внутри газу. Затем я вешаю мои карманные часы близ чечевицы, сзади которой на расстоянии около 1,5 м помешаю мое ухо, вооруженное стеклянной воронкой. Двигая головой в разные стороны, я скоро нахожу место, в котором тикание часов звучит особенно громко.
Это место есть «фокус» чечевицы Если я отодвину мое ухо от этого фокуса, сила звука ослабевает; если ухо остается в фокусе, но самый шар сдвигается со своего места, тиканье также ослабевает; когда шар снова ставят на место, тиканье получает прежнюю силу. Значит, чечевица дает возможность ясно слышать тиканье часов, между тем как оно совершенно не слышно для невооруженного уха.» Рвс.
117. Прсломзсн«с звука в валс (в. 167). 178 17 Если станем рассуждать по аналогии с 67с лучом света, то получим неверный отвез на вопрос задачи, так как свет распространяется в воле медленнее, чем в воздухе, а звук, напротив, значителып 1в 4 раза) быстрее. Поэтому звуковой луч, вступя« в воду из воздуха, у д а л я е т с я от перпендикуляра падения.
По той же причине для прохождения звука н ~ воздуха в воду существует предельный угол„равныи в данном случае всего 13' (соответственно большом> значению показателя преломления. который равен отношению скоростей распространения звук:, лрвв в в»„„в обеих средах). Из рис. 117 види:,.
как мал конус АОВ, включающьч все направления, следуя которым звук может проникнуть в во; г. Звуковые лучи, лежащие за прс:: —:в~~)а- - делами конуса АОВ, отражазо ~- ся от поверхности воды, не прож кая в иее 1полное внутреннее а ражение звука). Шум, которьш мы слышим, приставив к уху „чашку или крупную раковину, нроисходиз Стане того, что раковина являегся р е з о н а т оуснливающим многочисленные шумы в окружа- нас обстаповке, обычно нами не замечаемые их слабости. Этот смешанный звук напоминает оря — что и полало новол к различным легендам, вшимся вокруг шума раковины.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
