Интерференция звуковых волн от ветвей камертона. Получение биений при помощи камертонов

Интерференция звуковых волн от ветвей камертона. 1) Камертон. 2) Вилка. 3) Стеклянный цилиндр.

При поворачивании камертона около уха слышны усиление и ослабление звука. Объяснение этого явления таково: в направлениях, Показанных на рисунке 66 пунктирными стрелками, звуковые волны не могут распространяться, так как, интерферируя, взаимно ослабляют друг друга.

В направлениях, показанных сплошными стрелками, звуковые волны могут распространяться: в направлениях АА — потому что одна из ветвей загораживает другую; в направлениях ВВ— потому что здесь колебания распространяются не от ветвей камертона, а от воздушной массы, находящейся между ними.

Чтобы сделать это явление заметным аудитории, нужно налить в стеклянный цилиндр столько воды, чтобы звук камертона, помещенного над цилиндром, очень усиливался резонансом воздушного столба. Поворачивая над сосудом возбужденный камертон, получают усиление и ослабление звука, заметные всей аудитории (рис. 67).

Можно также поворачивать камертон у отверстия его резонансного ящика, но это выходит хуже. При наличии в кабинете микрофона и усилителя (или приемника, имеющего гнезда для адаптера) (т. V, §2,1а) можно сделать опыт более эффектно. Поворачивая возбужденный камертон перед микрофоном, получают весьма резкие усиление и ослабление звука.

Интерференция звуковых волн от ветвей камертона. 1) Камертон, снятый с резонансного ящика; 2) Вилка (§ 1,3); 3) Стеклянная трубка такого диаметра, чтобы одна ветвь камертона входила в нее, не касаясь стенки.

Возбуждают камертон ударом билки, держа его ножку в руке. Звук камертона слышен слабо, так как колебания его ветвей противоположны по фазам и воздушные волны на значительном пространстве, интерферируя, взаимно ослабляют друг друга. Если на одну из ветвей надвинуть трубку, не касаясь ее (рис. 68), то звук камертона заметно усиливается. Теперь интерференция отсутствует.

Вместо надвигания трубки можно вдвинуть одну из ветвей камертона в щель между двумя ящиками (рис. 69) или просто закрыть одну из ветвей дощечкой. Слышно усиление звука. Объяснение то же.

Можно произвести этот опыт более эффектно, если поместить камертон над резонирующим сосудом (§ 5, 5) в таком положении, чтобы звук ослаблялся, и верхнюю ветвь камертона загородить снизу куском картона.

Получение биений при помощи камертонов. 1) Два камертона, настроенных в унисон, с грузиками (рис. 6). 2) Смычок или билка.

Расстраивают унисон камертонов, надевая на ветвь одного из них утяжеляющий груз. Возбуждают оба камертона. Слышны биения. Частота их равна разности частот камертонов. Передвигая груз вверх, увеличивают частоту биений, вниз — уменьшают. Надев утяжеляющие грузы на оба камертона, можно добиться полного исчезновения биений. Это будет при унисоне.

Биения, получаемые при помощи органных труб. 1) Две одинаковые органные трубы (рис. 16). 2) Акустический стол.

Установив обе трубы на акустическом столе, заставляют их звучать. Иногда при этом сразу получаются биения. Если биений нет, их легко вызвать, приблизив ладонь к верхнему концу одной из труб (рис. 70). Это вызовет изменение положения пучности в этой трубе, а следовательно и частоты издаваемого тона.

Пользуясь методом биений в органных трубах, можно показать зависимость скорости звука в газе от температуры и от плотности газа (по Грабовскому и Колбанову). Для первой цели прогревают воздух в одной из труб, предварительно настроенных в унисон, посредством накаливания электрическим током внутри нее маленькой спиральки, сделанной из никелина. При этом слышны биения, указывающие, что частота тона трубки, а следовательно и скорость звука в воздухе, находящемся в ней, изменились.

Для второй дели берутся закрытые органные трубы. Посредством резиновой трубки, введенной в полость органной трубы, сквозь щель в трубу пускают светильный или углекислый газ. Трубы снова дают биения. По мере диффузии газа во внешнее пространство число биений уменьшается.

Биения при отражении звука. 1) Массивный камертон (1000—2000 гц). 2) Билка. Возбуждают колебания камертона, медленно двигают его взад и вперед по направлению к стене. Наблюдатели, находящиеся перед стеной, слышат биения. Это — результат интерференции волн, доходящих от камертона и отраженных от стены. Увеличивают скорость движения,— биения учащаются.