Отражение звука разными видами зеркал

1. Отражение звука плоским зеркалом. 1) Часы. 2) Железная труба (l = 60 — 70 см, d= 10 см). .3) Войлок или вата. 4) Металлический лист (30 см X 30 см).

Заведенные часы кладут на войлок. Ставят трубу вертикально так, чтобы часы оказались внутри ее. Звук часов направляется к потолку и наблюдатели кругом ничего не слышат. Если же над трубой расположить металлический или картонный лист под углом 45° к направлению оси трубы (рис. 58), то наблюдатели, расположенные в плоскости, проходящей через ось трубы и через нормаль к плоскости листа, явственно слышат тиканье часов.

2. Отражение звука вогнутым зеркалом. 1) Зеркало Пикте (рис. 59). 2) Карманные часы.

Зеркалами Пикте называют вогнутые сферические металлические зеркала, снабженные штативом. Их высоту и наклон можно менять посредством зажимов А и В; С—зажим для подставок предметов, помещаемых перед зеркалом.

Часы помещают в фокусе зеркала Пикте. Фокус находится н& расстоянии 0,5 радиуса от середины зеркала. Можно проверить правильность найденного положения фокуса, поместив туда пламя свечи или лампочку от карманного фонаря. Если пламя свечи помещено в фокусе, то его лучи от зеркала отражаются параллельным пучком, и наблюдатель, смотря по направлению оптической оси, видит все зеркало ярко освещенным.

Медленно поворачивают зеркало вместе с помещенными в его фокусе часами так, чтобы звуковые лучи, отраженные от зеркала, направлялись в разные части аудитории. Учащиеся, находящиеся в направлении оси зеркала, ясно слышат тиканье часов, тогда как остальным этот звук совсем или почти совсем не слышен.

Можно заменить зеркало Пикте мокрым дождевым зонтиком (сухая материя почти не отражает звука).

3. Отражение звука вогнутым зеркалом. 1) Зеркала Пикте. 2) Свисток Гальтона (§ 1, 9). 3) Чувствительное пламя (§ 2, 3 и 4). 4) Свеча. 5) Лист белой бумаги.

Отыскивают фокус одного из зеркал Пикте, перемещая вдоль оси пламя свечи (опыт 2). На пути пучка лучей, на расстоянии 4—5 м ставят второе зеркало так, чтобы все лучи попадали на него. Отыскивают положение фокуса второго зеркала, поместив перед ним лист бумаги. Место изображения свечи близко совпадает с фокусом. Убрав бумагу, на ее месте помещают чувствительное пламя (так, чтобы в фокусе была нижняя часть пламени). На месте свечи помещают свисток Гальтона (рис. 60). Длина полости в свистке Гальтона 10—15 мм.

Продувают воздух сквозь свисток Гальтона. При каждом свистке пламя превращается в шумящее и спускается. Немного поворачивают первое зеркало в сторону, чтобы звуковые лучи, отраженные на него, не попадали на второе зеркало, и повторяют опыт. Пламя остается спокойным.

Направляют зеркала так, чтобы их оптические оси пересекались на расстоянии 2—3 м от них. В этом месте помещают в вертикальном положении кусок фанеры или картона 60 см X 60 см (его держат в руках); продувают воздух сквозь свисток Гальтона. Медленно поворачивают кусок фанеры вокруг вертикальной оси. При некотором определенном положении фанеры пламя реагирует на свистки. Обращают внимание на то, что угол падения звуковых лучей равен углу отражения.

Расстояние надо взять настолько большим, чтобы звуки, распространяющиеся от свистка и достигающие пламени по прямой линии, не заставляли его опускаться.

Принцип Допплера. 1) Свисток. 2) Резиновая трубка (длина 2 м). Вставляют свисток в трубку и прочно привязывают его. Продувают воздух сквозь трубку акустическим мехом или просто ртом (в последнем случае следует дуть в трубку сквозь - стеклянную трубку предварительно промытую). Добиваются ровного звука. Вращают трубку над головой. При этом наблюдатели слышат звук то более высокий (когда свисток приближается к ним), то более низкий (когда свисток удаляется от них).