Зависимость высоты тона от частоты колебаний. Определение частоты колебаний струны или камертона

Зависимость высоты тона от частоты колебаний. 1) Колеса С а вар а. 2) Центробежная машина (т. II, § 42, 3). 3) Трубка, свернутая из картона или из плотной бумаги (удобно взять трубку из гофрированной бумаги,, служащей для упаковки электрических ламп).

Колеса Савара (рис. 80) представляют собой четыре металлических диска, насаженных на общую ось, приспособленную для установки на центробежной машине. На дисках нарезаны зубцы, причем числа зубцов на отдельных дисках относятся, как (например 40, 50, 60, и 80 зубцов).

Насадив колеса Савара на центробежную машину (т. И, § 42, 3)7, приводят ее в быстрое вращение. Взяв за край кусок картона (10 см Х 10 см), другим краем прикасаются к зубцам колес Савара (поочередно или ко всем сразу). Слышны тона, образующие мажорный аккорд. Более чистые звуки получаются, если кусок картона заменить, трубкой, свернутой из картона или плотной бумаги (d = 5 см), и касаться зубцов колес ее серединой. При увеличении скорости вращение колес Савара высота тонов увеличивается, но интервалы, ими образуемые, остаются без изменения.

Зависимость высоты тона от частоты колебаний. 1) Сирена Оппельта. 2) Акустический мех. 3) Центробежная машина.

1. Вращают сирену и продувают воздух через трубку, держат ее конец против ряда отверстий на расстоянии около 5 мм. Трубку располагают перпендикулярно к плоскости диска сирены. Получается звук высота которого увеличивается со скоростью вращения. При круглых отверстиях колебания воздуха не имеют синусоидального характера и звук имеет ясно выраженный своеобразный тембр. Благодаря разной чувствительности нашего уха к разной высоты звукам, звук усиливается при ускорении вращения. Число колебаний получающегося звука равно числу отверстий, помноженному на число оборотов диска. Наиболее громкие звуки получаются при числе перерывов струи около 1000 раз в секунду. Получив звук при большем числе оборотов, задерживаем диск и получаем характерный для сирены воющий звук непрерывно изменяющимся числом колебаний.

2. Сохраняя скорость вращения диска неизменной, переводят струю по диску в направлении радиуса. Благодаря разному числу отверстий высота звука меняется. Обычно сирена при этом дает мажорное трехзвучие и октаву.

3. Пользуясь трубкой с несколькими соплами, можно получить аккорд, однако при этом, если дуть воздух ртом, звуки получаются очень ^незначительной громкости.

Определение частоты колебаний струны или камертона. 1) Сирена Оппельта. 2) Электромотор (коллекторный) с реостатом. 3) Камертон или сонометр, или балалайка.

Если вращать сирену при помощи электрического мотора и регулировать число оборотов при помощи реостата, то можно сравнить звук, даваемый сиреной, с звуком камертона или струны какого-нибудь музыкального инструмента (скрипки, балалайки). Чтобы определить число колебаний при помощи сирены, надо знать число оборотов диска. Число оборотов можно определить при помощи тахометра (т. II, § 15, 2). Тахометр присоединяют к оси мотора при помощи куска толстостенной резиновой трубки. Точность, даваемая тахометром, очень невелика. Число оборотов можно определить точнее синхроническим методом, пользуясь неоновой лампой (т. И, § 15, 3).

Определение частоты колебаний камертона или струны. 1) Сирена Каньяр-Ла-Тура. 2) Акустический мех или баллон с углекислым сазом. 3) Камертон (или сонометр).

Определить при помощи сирены Каньяр-Ла-Тура частоту колебаний камертона, трубы или струны можно только в том случае, если есть надежный источник сжатого воздуха, дающий возможность поддерживать вращение диска в течение 30—60 сек. Опыт производится так.

Разгоняют сирену, чтобы ее звук по высоте приблизительно совпадал с звуком камертона (желательно иметь камертон достаточно высокого тона). Затем, усиливая или ослабляя дутье, окончательно настраивают сирену в унисон с камертоном при выключенном счетчике. Когда этого добились, поддерживают силу дутья постоянной (это представляет самую трудную сторону опыта) и по секундомеру или часам с секундной стрелкой включают счетчик, через 30 или 60 сек. его выключают. Отсчитывают число оборотов диска. Помножают число оборотов в 1 сек. на число отверстий диска. Опыт не дает точных результатов, так как трудно настроить сирену в унисон я особенно поддерживать унисон во время опыта; равным образом включение и выключение счетчика рукой производится недостаточно точно. Включение счетчика увеличивает сопротивление вращения диска и расстраивает сирену. Способ измерения числа колебаний при помощи сирены сейчас не применяется.