Pro mus su kurtinančiu dūzgimu praskrieja dyzelinis lokomotyvas. Ir iš karto pyptelėjimo tonas tampa žemesnis. Jei prie mūsų artėja garso šaltinis, tai per 1 sekundę mūsų ausis pasiekia daugiau vibracijų nei tuo atveju, kai šaltinis nejuda. Jeigu garso šaltinis tolsta, mūsų suvokiamų garso virpesių skaičius mažėja. Šis reiškinys vadinamas Doplerio efektu. Norite patikrinti, kaip skambančio kūno judėjimas veikia jo garsą? Paimkite žaislinį švilpuką ir įkiškite į guminį 80-100 cm ilgio vamzdelį. Laikykite vamzdelį nejudėdami ir pūskite į jį. Išgirsite švelnų švilpimo garsą. Nenutraukdami pūtimo pradėkite sukti vamzdelį. Švilpuko aukštis kils ir kris, taps labiau pastebimas ir dažnesnis, kuo greičiau suksite imtuvą.

Keptuvės vamzdis

Turint gofruotojo kartono juostelę ir 8 vamzdelius – stiklą, medį ar metalą – nesunku pagaminti vadinamąjį Pan vamzdį. (Pan – senovės graikų dievas miškai.) Vamzdžių ilgis turi būti parinktas taip, kad jų skleidžiami garsai siektų visą oktavą. Ilgiausias vamzdis sukurs žemiausią žingsnį.

Sutvirtinkite 50 cm geležinę vielą per 2 medinius stovus, kaip parodyta. Geležinis varžtas, apvyniotas keliais šimtais varpo vielos apsisukimų, bus elektromagnetas. Prijunkite jo apviją prie kintamosios srovės tinklo nuosekliai su elektrine virykle ir pradėkite įtempti laidą sukdami vinį (žr. pav.). Kai įtempimas pasiekia tam tikrą vertę, viela pradės stipriai vibruoti. Tai atsitiks, kai natūralus laido virpesių dažnis taps lygus kintamos srovės virpesių dažniui. Viela rezonuos su srovės bangavimu.

Savivaldybės biudžetinė ikimokyklinė įstaiga švietimo įstaiga

darželis Nr.30 “Delfinas”, Pavlovo

Meistriškumo klasė mokytojams

„Eksperimentai su garsais ikimokyklinukams“

Parengta:

Muzikinis vadovas

MBDOU d/s Nr.30, Pavlovas

Iščenka Žanna Genrikhovna

Pavlovas

2017 m

Meistriškumo klasė mokytojams.

Tema: „Eksperimentai su garsais ikimokyklinukams“

Tikslas:

Mokytojų profesinių įgūdžių tobulinimas – aktyvios pedagoginės komunikacijos proceso dalyvių meistriškumo klasė apie muzikos vadovo Ishchenko Zh.G. darbo patirties mokymąsi, apie eksperimentavimą kaip ikimokyklinukų muzikinio ugdymo ir ugdymo metodą.

Užduotys:

1. Parodykite kai kuriuos eksperimentavimo su garsais tipus skirtingų amžiaus grupių vaikams.
2. Parodykite, kaip eksperimentai su garsu gali būti naudojami vaikų eksperimentinėje veikloje.
3. Ugdykite pažintinį domėjimąsi aplinka, gebėjimą dalytis įgyta patirtimi su kitais žmonėmis.

Praktinė reikšmė:

Ši meistriškumo klasė skirta mokytojų, dirbančių vaikų eksperimentavimo ir paieškos veiklos tema, veiklai.

Medžiaga, įranga:

Eksperimentų atlikimo įranga, vienkartiniai popieriniai puodeliai, yla, siūlai, sąvaržėlės, tušti stiklainiai, vatmano popierius, balionai, kokteilių tūbelės, žirklės, kibirėliai su majonezu, popierius, gumos, dubenėlis su vandeniu, stiklinės su koteliu, plastikinis butelis, maistinė plėvelė, žvakė, degtukai, spalvoto popieriaus užrašai.

Meistriškumo klasės eiga:

Įvadinė dalis.

Laba diena, mieli kolegos! Šiandien noriu pristatyti

darbo patirtis šia tema“ Vaikų eksperimentai su garsu ikimokyklinio ugdymo įstaigoje“. Bet norėdami geriau išgirsti, atliksime trumpą muzikinį logoritminį apšilimą su savimasažo elementais.

Logoritminis apšilimas „Labas rytas“.

Žaidimas „Sustingk ir klausyk!

Muzikos vadovas kviečia mokytojus užmerkti akis, o jis leidžia garsus naudodamas jiems žinomus objektus. Mokytojai spėlioja, kaip tai skamba.

Tada M. R. įsakymu, kuris vykdomas tik į konkretų asmenį nukreipiant gestu, mokytojas įvardija girdėtus garsus. Tie, kurie girdėjo tuos pačius garsus, rodo į ausis. Jei vardiniai garsai nebuvo girdėti, uždenkite ausis rankomis.

Aktualumas.

Ilgametė patirtis pedagoginis darbas rodo, kad vaikai mėgsta eksperimentuoti. Vaikų eksperimentavimas gana lengvai integruojamas į daugybę vaikų veiklos rūšių. Muzikoje ugdymo procesas eksperimentavimas prisideda prie vaiko asmenybės iniciatyvumo, savivalės ir kūrybiškumo ugdymo, formuoja jo intelektualinę kompetenciją.

Tokių eksperimentų metu vaikai mokosi atskirti muzikos garsus nuo triukšmo, rasti garsų asociacijas, grupinius garsus pagal bendrų bruožų, pasirinkite žodinius garsų apibrėžimus. Visa ši veikla yra žaisminga ir linksma.

T. N. Devyatovos vadove „Skambink magas“ išsamiai aprašoma linksmi eksperimentai ir eksperimentai ikimokyklinukams su garsu.

Vaikai mokosi atpažinti objektą pagal jo skleidžiamą garsą ("Kas skamba" , taip pat atskirti muzikos ir triukšmo garsus ("Muzika ar triukšmas?"), suprasti garsų priežastis ("Kodėl viskas skamba?", "Iš kur ateina balsas?"), garso bangų sklidimas ir aido atsiradimas ("Kur gyvena aidas?"), taip pat nustatyti aukštų ir žemų garsų priežastį („Kodėl Mishutka girgždėjo?, „Kaip pasirodo daina?“)ir garso stiprėjimo ir susilpnėjimo priežastys ("Kaip padaryti garsą garsesnį", "Paslapčių dėžutė" ir pan.).

Praktinė dalis.

O dabar, mieli mokytojai, noriu pakviesti jus praktiškai išbandyti „Eksperimentai su garsu“ efektyvumą.

Eksperimentai su garsu yra labai vaizdūs ir įdomūs ne tik vaikams, bet ir suaugusiems. Pabandykime atsakyti į kai kuriuos klausimus.

• Kodėl viskas skamba?

• Kuris iš girdimų garsų gali būti priskirtas muzikiniams?

(Dainuoja, groja pianinu, metalofonu, varpu.)

• Ką galite pasakyti apie kojų trypimą, durų girgždėjimą?

(Tai triukšmai, kasdieniai garsai.)

• Kodėl girdime šiuos garsus? Kas yra garsas?

Mokytojų prašoma pamėgdžioti balsu: kaip skamba uodas? (Z-z-z.) Kaip musė dūzgia? (W-w-w.) Kaip dūzgia kamanė? (Uh-uh-uh).
Tada visi kviečiami paliesti instrumento stygą, pasiklausyti jos skambesio ir tada paliesti stygą delnu, kad garsas būtų sustabdytas.

• Kas nutiko? Kodėl garsas nutilo?

Garsas tęsiasi tol, kol styga vibruoja. Kai ji sustoja, garsas taip pat dingsta.

• Ar medinė liniuotė turi balsą?

Mokytojų prašoma išgauti garsą naudojant liniuotę. Vieną liniuotės galą prispauskite prie stalo ir laisvą galą suplokite delnu.

• Kas atsitiks valdovui? (Dreba, dvejoja.)
• Kaip sustabdyti garsą? (Neleiskite liniuotei svyruoti ranka.)
• Kodėl viskas skamba? (Draba objektai)
• Iš kur atsiranda balsas?

Supažindinti mokytojus su kalbos garsų atsiradimo priežastimis, pateikti kalbos organų apsaugos sampratą.
Muzikos vadovas kviečia mokytojus „šnabždėti“ – pašnibždomis vienas kitam „paslapčia“ pasakyti skirtingus žodžius. Pakartokite šiuos žodžius, kad visi išgirstų.

• Ką jie dėl to padarė (jie pasakė garsiu balsu.)
• Iš kur kilo stiprūs garsai (gerklė).

Pakėlę ranką prie gerklės, ištarkite žodžius pašnibždomis arba garsiai.

• Ką jautėte ranka, kai kalbėjote garsiai? (kažkas dreba gerklėje).
• Kaip jautėtės, kai kalbėjote pašnibždomis? (be drebėjimo).

Mokytojai atlieka eksperimentą su plonu siūlu, ištemptu ant liniuotės: traukdami siūlą iš jo išgauna tylų garsą.

• Ką reikia padaryti, kad garsas būtų stipresnis (traukite stipriau – garsas padidės).

• Ar galite iš ausies pasakyti, koks muzikos instrumentas skamba?

Žaidimas „Atspėk, ką aš žaidžiu“

Vairuotojas užsideda akis dengiančią kepurę. 4 žmonės groja metalofonu, varpais, varpeliu, trikampiu. Juos valdo laidininkas. Jei vairuotojas atspėjo teisingai, apie tai jį informuojame plojimais.

• Ar matote garsą?

Eksperimentas "Ar matote garsą?"

Mums reikės:

• plastikinis butelys,
• lipni plėvelė,
• guma, žvakė.

Eksperimento eiga:

• Garsą galima ne tik girdėti, bet ir pamatyti.

Nupjaukite plastikinio butelio dugną ir ant šios vietos ištempkite maistinės plėvelės gabalėlį, labai stipriai prispauskite ir pritvirtinkite elastine juostele. Uždekime žvakę Buteliuko kaklelį perkelkite prie žvakės 3 cm atstumu.

Pabandykite pirštų galiukais staigiai bakstelėti į ištemptą plėvelę.ŽVAKĖ GĖS! Ir tai įvyks kiekvieną kartą, kai bakstelėsite filmą. Butelio viduje prie plėvelės yra oro ir vos tik atsitrenkiame į plėvelę, sukrečiamos smulkios oro dalelės. Drebančios dalelės bėga į priekį ir perduoda jaudulį kitoms dalelėms. Šios garso vibracijos praeina per visą butelį ir savo „drebėjimu“ užgesina liepsną.

Ausų apgaulės prietaisas.

Kitas klausimas:

• Kodėl žmogui reikia dviejų ausų, o ne vienos?

Atlikime eksperimentus su garsu ir raskime atsakymą į šį klausimą. Šis smagus eksperimentas leis atsakyti į šį klausimą: keičiant garsų suvokimą dešinėje ir kairėje ausyje.

Norėdami pagaminti ausų apgaulės įrenginį, mums reikės:

• Dviejų maždaug 50 centimetrų ilgio plastikinių vamzdelių (lankstus įdėklas) galima nusipirkti statybinių prekių parduotuvėje.
• Du piltuvai
• Juosta ir žirklės
• Plaukų juosta
• Asistentas

• Kaip mes tai padarysime?

Prijunkite piltuvus prie plastikinių vamzdžių juostele, kad juos pritvirtintumėte. Pritvirtinkite du vamzdelius elektrine juostele arba juostele. Pritvirtinkite vamzdelius prie plaukų juostos elektrine juostele. Uždėkite ausines ant galvos ir vamzdelių galus priglauskite prie ausų. Užmerkime akis. Paprašykime padėjėjo triukšmauti skirtingos vietosįvairių daiktų.

• Ar galime nustatyti, iš kur sklinda kiekvienas garsas?

Jie kalba viena ausimi, bet girdimi kita!

• Tai kam žmogui reikalingos dvi ausys? (girdėti)
• Kaip manote, kaip galite pagerinti garsą? (Smarkiau pūskite orą, dainuokite garsiau.)

Patirtis su šukomis.

Šukų dantys palietus dreba ir skleidžia garsą. Jis tylus ir silpnas. Padėkite šukas vienu galu ant kėdės. Eksperimentą kartojame. Garsas tapo stipresnis. Vibracijos perduodamos kėdei ir ji sustiprina garsą. Padėkite šukos galą ant stalo. Garsas tapo dar stipresnis. Kuo didesnis objektas, tuo garsesnis.

Patirtis su popieriniais ragais.

Anksčiau kapitonas laive, duodamas komandas, balsui sustiprinti naudodavo megafoną. Kadangi ragas pradeda drebėti nuo balso, komandos skamba garsiau.

• Kuris iš jūsų gali parodyti, kaip keičiasi jūsų balsas?

Du mokytojai paima megafonus, eina į skirtingus salės galus, iš pradžių dainuoja savo vardą ir pavardę be megafono, tada į megafoną.

• O jei pasiklysti miške, kaip sustiprinti balsą? (Pridėkite rankas prie burnos ir sušukite „Ai!“)
• Ir tada kažkas tikrai jus išgirs ir atsakys. Ir būtinai

aidės miške.

Patirtis „Kur gyvena aidas?

Mokytojai pakaitomis dainuoja kelias bet kurios dainos frazes į stiklainį.

• Garsai atsispindi nuo kietų stiklainio sienelių, todėl kartojasi, pasigirsta aidas.

Styginis instrumentas pagamintas iš popierinio puodelio, stygos ir sąvaržėlių!

Ko jums reikės:

• Popieriniai puodeliai
• Siūlas
• Žirklės
• Awl
• Savaržėlės

Pradėkime:

Nupjaukite 15-20 cm ilgio siūlą Ištempkite siūlą rankose, kad galėtumėte vienu ar geriau dviem pirštais traukti kaip virvelę.

• Kokį garsą skleidžia? Pabandykite jį labiau priveržti.
• Pasikeitė garsas ar ne?

Puodelio dugno centre padarykite skylę yla arba nykščiu ir perverkite siūlą. Pririškite sąvaržėlę prie sriegio galo, kuris praeina vidinė dalis puodelis. Ištraukite siūlą iš kito galo, kad sąvaržėlė būtų puodelio viduje. Prispauskite stiklo kaklelį prie ausies ir, traukdami siūlą, traukite vienu pirštu.

• Ką tu girdi? Ką galite pasakyti apie garsą?
• Kaip jis pasikeitė, palyginti su laiku, kai neturėjo stiklinės?

Mokslinis paaiškinimas:

Pirmuoju atveju, kai traukiate siūlą, pradėjo vibruoti tik tos dalelės, kurios tiesiogiai liečiasi su siūlu. Kadangi tokių dalelių nėra tiek daug, garsas yra švelnus ir tylus. Kai pridėjome stiklą, siūlų virpesiai persidavė į jį, todėl visas stikle esantis oras pradėjo vibruoti, garsas buvo gilesnis ir stipresnis.

Domofonas pagamintas iš popierinių puodelių.

Ko jums reikės:

• Popieriniai puodeliai
• Siūlas
• Žirklės
• Awl
• Savaržėlės

Pradėkime:

1. Nupjaukite 1 m arba 1,5 m ilgio siūlą.
2. Paimkite 2 puodelius ir kiekvieno apačioje padarykite skylę.
3. Perverkite siūlą per vieno puodelio angą ir pritvirtinkite sąvaržėlę – tiesiog pririškite prie jos taip, kad sąvaržėlė būtų puodelio viduje. Tą patį padarykite su antrąja stikline, kad tarp jų būtų ištemptas siūlas.
4. Dabar paimkite domofoną ir pabandykite kalbėti, vienas kalba į stiklinę, kitas prideda stiklą prie ausies ir klausosi.

Ar tu tuo tikras? Jūsų domofonas tikrai veikia!

Mokslinis paaiškinimas:

Kai kalbi į stiklinę, tu kuri garso bangos, o tai savo ruožtu atsitrenkė į puodelio dugną, todėl jis vibruoja. Šių virpesių judėjimas perduodamas siūlui ir suveikia „domino principas“. Siūlo dalelės perduoda virpesius, arba, kitaip tariant, garso bangas, palei siūlą į kitą stiklą, pirmiausia garsas pasiekia dugną, tada į orą stiklo viduje, o tada į ausį.

Būgnas.

Kitas garso temos amatas yra būgnas. Kai mušate būgną, jis sukuria vibraciją, kurią girdime kaip triukšmą. Sukurkime tikrą būgną iš įprastų objektų ir viską išbandykime eksperimentiškai!

Norėdami pagaminti būgną, jums reikės:

• plastikiniai majonezo kibirėliai
• popierius
• banko gumos
• dubenėlis vandens
• žirklės
• lazdos

Perbraižykite kibiro kontūrą ant popieriaus. Tada žirklėmis iškirpkite apskritimą, pridėdami 2–3 centimetrų paraštę išilgai kontūro. Sudrėkinkite popierių.

Patraukite jį ant kibiro ir pritvirtinkite elastine juostele. Elastinė juosta turi tvirtai priglusti.

Dabar reikia duoti membranai laiko išdžiūti. Išbandykite savo būgną naudodami būgnų lazdeles.

Patartina tėvelius įtraukti į savadarbių noise muzikos instrumentų gamybą iš atliekų – triukšmadarių, purkštukų, skambučių, šiurkščių, plėšiklių ir kt.

Grupės muzikos erdvėje gali įsikurti „Muzikos laboratorija“, kurioje vaikai tobulins savo žinias ir įgūdžius, lavins intelektinius ir kūrybinius gebėjimus.

Patirtis „Dainuojantys akiniai“

Stiklinė turi būti užpildyta vandeniu, o tada vandenyje panardintą pirštą galite perkelti išilgai stiklo krašto. Tai sukuria puikią dainuojančią taurę! Garso aukštis priklauso nuo stiklo sienelės storio ir joje esančio vandens kiekio. Kuo plonesnis stiklas ir kuo mažiau vandens, tuo didesnis garsas.

Mokytojai bando išgauti garsą.

Dabar atkreipkite dėmesį į ekraną.

Vaizdo įrašas „Dainuojantys akiniai“

Atspindys.

Muzikinės ir eksperimentinės veiklos metu vaikai išmoks teisingai naudoti muziką savo gyvenime, kad ji tarnautų vaiko naudai, o ne žalai.

Prie stalo palikite raštelį (kartono simbolį), kur, jūsų nuomone, įvyko įdomiausia patirtis su garsu.

Mokytojai kviečiami pasižymėti įdomiausią patirtį.

Baigdamas norėčiau palinkėti sužavėti vaikus ir vesti juos, atveriant jiems įdomiausią muzikos pasaulį.

Ar matėte „Eksperimentus su garsu“ serijoje „Muzikinė dėžutė“? Ar bandėte pats pasidaryti „muzikos instrumentus“ iš liniuotės ar virvės?

Pabandykime dar keletą eksperimentų su garsu kartu.

"Ksilofonas" iš butelių

Paimkime kelis tuščius identiškus butelius (geriausia stiklinius), sustatykime juos į eilę ir pradėkime pilti vandens. Į pirmą įpilkite tik šiek tiek vandens, į kitą daugiau, į trečią dar daugiau - kad paskutinis būtų pripildytas beveik iki viršaus. Dabar pradėkime daužyti butelius šaukštu ar pagaliuku (atsargiai, kad nesudaužytumėte!) Ar girdi – garsai taip pat sklinda skirtinguose aukščiuose? Turime dar vieną savo muzikos instrumentą. Jūs netgi galite pabandyti groti melodiją.

Skambantis stiklas

Paimkite plastikinį puodelį ir guminę juostelę (galite naudoti tą, kuria susirišate pinigų). Užtraukite guminę juostelę ant stiklo, kaip parodyta paveikslėlyje.

Padėkite stiklinę aukštyn kojomis prie ausies. Ištemptą guminę juostelę suverkite kaip virvelę. Tikrai, tai pasirodė daug garsiau, nei tikėjomės?

Naminis telefonas

Ar žinote, kaip patys pasigaminti paprasčiausią „telefoną“ dviems žmonėms? Žinoma, jo negalima lyginti su tikru telefonu, tačiau nedideliu atstumu jis vis tiek puikiai perduos garsus.

Paimkite du kartoninius puodelius. Viduryje pradurkite jų dugną, perverkite ploną tvirtą virvelę ar virvę. Pritvirtinkite laido galus akinių viduje, pririšdami trumpą pagaliuką prie kiekvieno. Kuo ilgesnis laidas, tuo geriau – jei pavyks, galite paimti net daugiau nei 20 metrų ilgio virvę.

Pokalbio dalyviai paima akinius ir išsiskirsto, kiek leidžia laidas. Tiesiog nepamirškite, kad turite atsiskirti, kad virvė būtų tinkamai ištempta. Garsas laidu gerai perduodamas tik tada, kai laidas yra įtemptas.
Dabar, jei vienas iš dalyvių kalba į stiklinę, o kitas prideda stiklinę prie ausies, net tyliai ištarti žodžiai bus puikiai girdimi

Galite padaryti dar paprasčiau - vietoj puodelių naudokite degtukų dėžutes, o vietoj virvelės įprastą siūlą (sutvirtiname dėžučių viduje, pririšame prie degtukų galų). Nepamirškite – siūlas taip pat turi būti įtemptas ir neliesti jokių daiktų, įskaitant pirštus, kuriais laikome dėžutes. Jei paspausite siūlą pirštu, pokalbis nutrūks.

Smalsiausiems

Kodėl tai vyksta? Kodėl girdime garsus ir kaip jie perduodami?

Mūsų ausis yra labai sudėtingas instrumentas. Ji turi ploną, ploną, sandariai ištemptą odą - „ausies būgnelį“. Mažiausias oro paspaudimas priverčia šią membraną vibruoti – ir mes ją suvokiame kaip garsą.

Tačiau kaip išgirstame, pavyzdžiui, patrankos šūvį per fejerverką – juk jis šauna kelių kilometrų atstumu nuo mūsų? Kaip ir kokiu keliu garsas pasiekia ausį? Kodėl šūvio garsą išgirstame tik praėjus tam tikram laikui po jo paleidimo? Kodėl pagaliau artimas šūvis girdimas garsiau nei tolimas šūvis?

Erdvė tarp žemės paviršiuje esančių objektų nėra tuščia. Jis pripildytas skaidrių dujų – oro mišinio. Oras susideda iš daugybės mažų dujų dalelių, tokių mažų, kad jų nematyti galingiausiu mikroskopu. Ir visos šios nesuskaičiuojamos dujų dalelės užpildo erdvę tarp garso šaltinio ir mūsų ausies.

Tai galima palyginti su aikšte, tankiai užpildyta žmonių. Įsivaizduokite, kad kiekvienas žmogus yra mažiausia oro dalelė. Tarkime, per šią minią reikia perteikti kažkokią tvarką – nuo ​​žmogaus viename aikštės gale iki žmogaus, kuris stovi kitame gale. Pirmasis pakraštyje perduos šį užsakymą savo kaimynui, kuris savo ruožtu perduos kitam, ir taip užsakymas ateis kaip numatyta.

Tas pats vyksta tarp garso šaltinio ir mūsų ausies. Skambantis objektas sukuria vibracijas (garso bangas). Jie duoda postūmį artimiausioms oro dalelėms, šios dalelės stumia kitas... Palaipsniui perduodamos iš dalelės į dalelę visomis kryptimis, garso virpesiai pasiekia ausies būgnelis mūsų ausis. Kai tik jie pasieks, išgirsime garsą.

Kodėl garsas susilpnėja dideliu atstumu – ir kuo toliau nuo garso šaltinio, tuo blogiau jį girdime? Oro dalelės puikiai praleidžia smūgį, tačiau palaipsniui jis vis labiau silpnėja. Juk kiekviena oro dalelė garsą stumia ne viena kryptimi, o visomis kryptimis iš karto (suteikdama galią keliems „kaimynams minioje“ vienu metu). Stūmimo jėga, perduodama kiekvienam atskiram kaimynui, tampa vis silpnesnė. Štai kodėl garso stiprumas mažėja tol, kol tolstame nuo jo šaltinio.

Bet garsas gali sklisti ne tik oru, bet ir per visas dujines, skystas ir kietosios medžiagos. Tik sklidimo greitis ir garso stiprumas nėra vienodi. Garsas kai kuriomis dujomis ir per visus skystus bei kietus kūnus sklinda greičiau nei oru. Todėl, remiantis savo patirtimi, naudojant guminę juostelę ant stiklo ar savadarbio telefono, garsą girdime geriau nei tuo atveju, jei jis būtų tiesiog perduodamas oru.

Antras skyrius Eksperimentai su garsu

Šiek tiek informacijos apie garsą. Mūsų ausis nuostabi plonas instrumentas, suvokti garso reiškinius. Kiekvieną plonos odos, vadinamojo ausies būgnelio, stipriai ištemptą ausyje vibraciją, kurią sukelia net nedidelis oro spaudimas, mes suvokiame kaip garsą.

Bet kaip mes girdime, pavyzdžiui, patrankos šūvį kelių kilometrų atstumu nuo mūsų? Kaip ir kokiu būdu jis pasiekia ausį? Kodėl šūvio garsą išgirstame tik praėjus tam tikram laikui po jo paleidimo? Kodėl pagaliau artimas šūvis girdimas garsiau nei tolimas?

Visus šiuos klausimus nesunku išspręsti, jei prisiminsime viską, kas buvo pasakyta pokalbyje balionai ir lėktuvai.

Erdvė tarp žemės paviršiuje esančių objektų nėra tuščia. Jis užpildytas skaidrių dujų mišiniu, kurį mes vadiname oru. Oras susideda iš daugybės mažų dujų dalelių, tokių mažų, kad jų nematyti galingiausiu mikroskopu. Tai reiškia, kad šios nesuskaičiuojamos dujų dalelės užpildo erdvę tarp ginklo ir mūsų ausies. Miltelinės dujos, su jėga išskrendančios iš ginklo vamzdžio, duoda postūmį artimiausioms oro dalelėms, šios dalelės stumia kitas ir pan. Šie smūgiai, palaipsniui perduodami iš dalelės į dalelę visomis kryptimis, pasiekia ir ausies būgnelį. mūsų ausies. Ir kai tik šie smūgiai, paeiliui perduodami mažiausių dujų dalelių, pasieks ausies būgnelį, iškart išgirsime garsą.

Erdvę tarp ausies ir garsą skleidžiančio kūno galima palyginti su tankiai žmonių užpildyta sritimi. Įsivaizduokite, kad kiekvienas žmogus yra mažiausia oro dalelė. Tarkime, kad per šią minią reikia perduoti tam tikrą tvarką iš asmens, esančio viename aikštės gale, žmogui, kuris stovi priešingame tos pačios aikštės gale. Paprasčiausias būdas pirmajam perduoti šį užsakymą priešais stovinčiam asmeniui, kuris savo ruožtu perduoda jį kitam asmeniui, ir taip užsakymas pasieks kaip numatyta.

Įsivaizduokite, kad ši užduotis susideda tik iš nedidelio stūmimo perdavimo. Juk norint perduoti šią žinią, kiekvienas galėtų likti savo vietose ir kiekvienam žmogui tektų vienas po kito šiek tiek siūbuoti, o pastūmėjimą minia perduotų daug greičiau nei pasiuntinio, kuris būtų siunčiamas kartu. tas pats kelias.

Tas pats reiškinys stebimas ir ore. Smulkiausios oro dalelės iš skambančio kūno neskrenda į ausį, o tik perduoda smūgius kaimynams, šie – į kitą ir pan.

Per žmonių minią perduodamo smūgio stiprumas gali ne tik nesumažėti dėl didelio atstumo, bet net padidėti, jei kas nors, nepatenkintas trikdymu, perduoda jį stipresniam, nei pats gavo, kaimynui. Tačiau su oro dalelėmis situacija yra kitokia. Jie yra negyvi ir gerai perduoda stūmimą, tačiau jis palaipsniui vis labiau silpnėja, jei tik dėl vienos priežasties, kad kiekviena dalelė turi stumti savo kaimynus visomis kryptimis, taigi ir kiekvieno kaimyno suvokiama stūmimo jėga. darosi vis silpnesnis.silpnesnis. Štai kodėl tolstant nuo garso šaltinio garso stiprumas palaipsniui mažėja.

Net jei garsas sklistų tik viena kryptimi, tiesiai į mūsų ausį, tada jis būtų daug labiau girdimas šalia ginklo nei toli nuo jo. Bet garsas sklinda visomis kryptimis, ir dėl to smūgių jėga dar labiau susilpnėja, didėjant atstumui nuo ginklo. Jei tolsime nuo ginklo 2 kartus didesniu atstumu, šūvio garsą girdėsime keturis kartus silpniau, jei tolsime tris kartus didesniu atstumu, šūvio garsas bus 9 kartus silpnesnis, jei keturi kartų silpnesnis, po to 16 kartų silpnesnis ir kt.

Apie garso sklidimo greitį. Artimiausioms oro dalelėms duotas impulsas pamažu perduodamas visomis kryptimis, ir kaip žmogui reikia šiek tiek laiko, kad perduotų pavedimą kaimynui, taip ir garso virpesiams perduoti iš vienos oro dalelės kitai reikia šiek tiek laiko. Nustatyta, kad garsas oru sklinda maždaug 333 metrų per sekundę greičiu.

Galbūt jums įdomu, kaip matuojamas garso greitis? Tai galima padaryti įvairiais būdais.

Vienas iš būdų yra toks.

Jei sekate ginklo ar patrankos šūvį dideliu atstumu, pastebėsite, kad ugnį iš snukio pamatome daug anksčiau nei išgirstame šūvio garsą. Tai reiškia, kad šviesa per sekundę nukeliauja daug didesnį atstumą nei garsas. Šviesos greitis yra tiek kartų didesnis už garso greitį, kiek kurjerio traukinio greitis yra maždaug toks pat, kaip ciferblato judėjimo pagal laikrodžio rodyklę greitį. Todėl galime manyti, kad šūvis įvyko tą pačią akimirką, kai akis suvokė liepsnos šviesą iš statinės. Garsas vis laukia ir bus girdimas kuo vėliau, tuo didesnis atstumas tarp ginklo ir mūsų. Jei atstumas žinomas, tada tiesiog išmatavus laiko intervalą nuo ugnies atsiradimo patrankoje iki šūvio garso, galėsime apskaičiuoti garso sklidimo greitį.

Kaip išmatuoti atstumą nenaudojant liniuotės? Tarkime, kad vaikštote su draugu ir tam tikru atstumu nuo jūsų yra geležinkelio tiltas. Paklauskite draugo, ar jis gali gana tiksliai iš akies nustatyti, kokiu atstumu yra šis tiltas. Jūsų bendražygis pagalvos ir sakys, kad gali klysti nustatydamas atstumą akimis, galbūt kelių šimtų metrų. Ir galite drąsiai teigti, kad šį atstumą įsipareigojate nustatyti be jokio instrumento labai tiksliai.

Kaip aš tai galėčiau padaryti? Labai paprasta. Laikrodžio antroje rodyklėje pažymėkite laiką, kada pirmieji lokomotyvo ratai įvažiuoja į tiltą; Taip pat atkreipkite dėmesį, kiek sekundžių praėjo, kol išgirdote traukinį įvažiuojant į tiltą. Be to, žinodami, kad garso greitis ore yra 333 metrai per sekundę, dabar galite apskaičiuoti atstumą iki tilto. Jei, tarkime, šis laiko tarpas buvo lygus 6 sekundėms, tai 333 padauginę iš 6 iš karto sužinome, kad atstumas iki tilto yra 1998 metrai.

Kadangi garso sklidimo greitis šiek tiek priklauso nuo oro temperatūros ir drėgmės, negalima garantuoti tobulo rezultatų tikslumo. Geriau gautą skaičių suapvalinti iki 2000 metrų. Tačiau net šis matavimo tikslumas po patikrinimo nustebins jūsų draugą.

Jei jūsų laikrodyje nėra sekundės rodyklės, pridėkite laikrodį prie ausies ir skaičiuokite sekundes. Beveik visi kišeniniai laikrodžiai skamba 1/5 sekundės, o jei skaičiuosite taip: O 2,3,4,5; 1 2,3,4,5. 2 2,3,4,5. 3 2,3,4,5. 4 2,3,4,5 ir t.t., tada galite sužinoti ne tik sekundes, bet ir jų penktadalius. Žinoma, skaičiuoti reikia nuo nulio. Skaičiuojant 1, praeina pirmoji sekundė, skaičiuojant 2 – antra, su 3 – trečia ir tt Nenustebkite, kad antroji trunka ilgiau, nei paprastai atrodo nepatyrusiam stebėtojui.

Atstumo nustatymo pagal garsą atvejų yra daug: pavyzdžiui, lokomotyvo švilpukas (kai matomas švilpuko garas), grojantis orkestras (muzikos pradžią pastebi dirigento judesys), dailidė, kapojanti kirviu. ir tt Labai tiksliai galite nustatyti atstumą iki perkūnijos iškrovų, jei skaičiuojate sekundes nuo žaibo blyksnio iki pirmojo griaustinio trenksmo.

Nebūtina, kad tas ar kitas objektas pats skleistų garsą. Jei, pavyzdžiui, objekto skleidžiamas garsas grįžta kaip aidas, taip pat galite nustatyti atstumą nuo objekto. Tarkime, kad nuo garso atsiradimo ir pirmojo aiškaus jo aido momento praeis 3 sekundės. Tai reiškia, kad garsas keliavo pirmyn ir atgal 333 x 3 = 999 metrus, arba – suapvalinus – 1000 metrų, todėl balsą atspindėjęs objektas yra 500 metrų nuo mūsų.

Kaip sukurti garsą, kad išgirstumėte jį du kartus? Garsas sklinda ne tik oru, bet ir per visus dujinius, skystus ir kietus kūnus. Tik sklidimo greitis ir garso stiprumas nėra vienodi. Garsas kai kuriomis dujomis ir per visus skystus bei kietus kūnus sklinda greičiau nei oru. Lengviausiose mums žinomose dujose – vandenilyje – garsas sklinda 1286 metrus per sekundę, tai yra beveik keturis kartus daugiau nei ore. Vandenyje garso greitis siekia 1400 metrų, medienoje – 3300 metrų, o geležyje – 5000 metrų per sekundę.

Pasinaudodami geru vandens garso laidumu, jie nustato povandeninių laivų buvimą jūroje arba, klausydamiesi propelerių triukšmo per vandenį, aptinka laivo eigą dar žemiau horizonto. Tvenkinių, kuriuose veisiami karpiai, pakrantėse dažnai įrengiamas varpas, o karpiai plaukia skambant varpui, žinodami, kad šiuo metu yra lesinami. Tai reiškia, kad garsas keliauja iš oro į vandenį. Jei varpas būtų įdėtas į vandenį, vanduo apsunkintų varpo liežuvio siūbavimą ir garsas būtų labai silpnas.

Tačiau mes nukrypome nuo temos. Kaip sukurti garsą, kad jį išgirstumėte du kartus? Eidami kažkur pastebėsite ilgą geležinių grotelių tvorą. Kuo ilgesnė tvora, tuo geriau. Palik savo kompanioną tvoros pradžioje ir eik juo šimtą dvidešimt žingsnių, tvirtai priglausk ausį prie geležinio tvoros strypo ir paprašyk, kad bendražygis stipriai ir trumpai smogtų į tvorą. Pirmiausia pamatysite, kaip jis smūgiuoja, o tada išgirsite dviejų smūgių garsą, greitai sekančius vienas kitą. Galbūt nuspręsite, kad tai buvo jūsų vaizduotė, tačiau pasikartojant patyrimui visos abejonės išnyks. Jūs iš tikrųjų girdite du garsinius bumus.

Lygiai taip pat paprasta, kaip ir patirtis, yra jos paaiškinimas.

Iš garsą sukėlusio kūno smūgiai ausį pasiekė dviem būdais: per orą ir per geležį. Garsas geležimi sklinda labai greitai (5000 metrų per sekundę), o oru daug lėčiau (333 metrai per sekundę). Tai sukelia dvi trumpas garso stimuliacijas. Jei nutolsite 100 metrų nuo vietos, pirmasis lygintuvu sklindantis garsas ausį pasieks per 0,02 sekundės, o antrasis – per 0,3 sekundės. 0,28 sekundės skirtumas aiškiai jaučiamas ausimi.

Garsą kietieji kūnai perduoda ne tik greitai, bet ir gerai. Kaliniai pasinaudoja šia nuosavybe, kai derasi tarp kamerų beldžiant.

Vienas anglas pasinaudojo eglės medienos savybe labai gerai perduoti garsą. Jis pastatė pianiną rūsyje, o fortepijono denį su egliniu stulpu sujungė su kambariu viršutiniame aukšte. Viršutiniame aukšte per grindis perbėgęs stulpas perdavė fortepijono garsus, kai prieš jį buvo pastatyta smuiko garso plokštė. Muzika, kuri anksčiau buvo visiškai nepasiekiama iš rūsio, buvo girdima taip aiškiai, lyg patalpoje būtų fortepijonas.

Vėliau fizikas Tyndallas smuiką pakeitė arfa, kurios tonai labiau tiko fortepijonui, ir visi susirinkusieji stebėjosi rezultatais: arfos stygos skleisdavo garsus tarsi po nematomos rankos smūgiais, daugelis prietaringų žmonių manė, kad tai veikia dvasios.

Galite pakartoti panašią patirtį nedideliu mastu.

Paimkite 2-3 metrų ilgio medinį stulpą ir perkiškite per medines pastogės sieną ar duris. Skylė turi būti didesnė už stulpo storį. Stulpelis neturi liesti medinių durų ar sienos; apvyniokite jį vata arba veltiniu ir įkiškite į skylę. Įstumkite stulpą taip, kad galai iš abiejų pusių būtų vienodo ilgio. Jei prie vieno stulpo galo pritvirtinsite laikrodį, o prie kito galo – smuiko, gitaros ar tiesiog ploną lentą, laikrodžio tiksėjimas bus girdimas garsiai ir aiškiai.

Pigus telefonas.Žinant garso savybę gerai sklisti per kietąsias medžiagas, galima sukonstruoti labai paprastą ir pigų telefoną. Žinoma, jo negalima lyginti su elektriniu, tačiau nedideliu atstumu jis vis tiek puikiai perduos garsus.

Iš kartono priklijuokite dvi mažas stiklines, per vidurį pradurkite jų dugną, per jas perverkite ploną tvirtą virvelę ir pritvirtinkite prie stiklinių dugno mediniu pagaliuku. Laido ilgis gali būti didesnis nei 20 metrų. Pokalbio dalyviai gauna po stiklinę ir išsiskirsto, kiek leidžia laidas. Dabar, jei vienas iš dalyvių kalba į stiklinę, o kitas prideda stiklinę prie ausies, tada net tyliai ištarti žodžiai bus puikiai girdimi (34 pav.). Garsas laidu gerai perduodamas tik tada, kai laidas yra įtemptas.

Ryžiai. 34

Ragas. Jau žinome, kad orą sudaro daugybė atskirų dalelių. Kai atsiranda garsas, šalia skambančio kūno esančios oro dalelės perduoda stūmimus gretimoms dalelėms, kurios stumia kitas ir pan., todėl garsas pasiekia mūsų ausį.

Kai oras retėja, atstumai tarp dalelių didėja, o smūgių, taigi ir garso, perdavimas susilpnėja. Beorėje erdvėje garso išvis negalima perduoti. Kiekvienas, turintis oro siurblį, gali lengvai tai patikrinti.

Paimkite, pavyzdžiui, elektrinį skambutį ir padėkite jį po oro siurblio gaubtu. Varpelis turi būti dedamas ant nedidelio trinkelės, kad jo garsas per stalą nepatektų į lauką. Įjunkite srovę ir, skambant skambučiui, pradėkite siurbti orą. Iš pradžių skambėjimas bus stiprus, paskui nutils ir galiausiai bus vos girdimas, tarsi varpas skambėtų toli ir vos veiktų, nors iš tiesų galima matyti dažnus plaktuko smūgius, kurie rodo, kad varpas. dirba.

Oro dalelės savo savybėmis primena elastingus kamuoliukus. Todėl naudodami įprastą guminį rutulį galite gauti kai kurių reiškinių, panašių į tuos, kurie vyksta ore, kai garsas perduodamas jo dalelėmis.

Pavyzdžiui, kreida pažymėkite sieną savo ūgyje, tiesiai priešais save, ir jėga meskite kamuolį į sieną. Jis grįš ta pačia kryptimi, kuria buvo išmestas. Jei nutolsite nuo žymės ant sienos ir messite į ją kamuoliuką, jis atšoks į priešingą pusę nei jūs. Galite iš anksto pasakyti, kuria kryptimi jis atsimuš nuo sienos. Jei nubrėžsite statmeną nuo taško, kuriame rutulys atsitrenkė į sieną, ir išmatuosite kamuoliuko smūgio kampą, pastebėsite, kad jis atsimušė į sieną tokiu pat kampu kaip statmenas. Pirmasis kampas vadinamas kritimo kampu, o antrasis – atspindžio kampu. Todėl fizikai teigia, kad kritimo kampas lygus kampui atspindžiai (35 pav., žemiau). Garsas taip pat paklūsta tam pačiam įstatymui.

Ryžiai. 35

Garso atspindžio reiškinys sukėlė idėją konstruoti instrumentus, kuriais garsą būtų galima perduoti dideliais atstumais. Žinome, kad garsas sklinda į visas puses ir todėl labai greitai susilpnėja. Garso signalo pagalba galime nukreipti didelio stiprumo garsą viena konkrečia kryptimi. Mes ieškojome šimtus metų geriausia forma ragas, bet pasirodė, kad kad ir kokią formą jam suteiktumėte, jis išeina ne ką geriau nei paprastas ragas, kurį nesunku pasidaryti patiems.

Suklijuokite iš kartono maždaug 1 metro ilgio kūginį vamzdį taip, kad lizdo skersmuo būtų 15–20 centimetrų, o siaurame kūgio gale būtų trijų centimetrų skersmens skylė. Prie šio rago galo priklijuokite nedidelį piltuvėlį, kad būtų patogu uždengti burną. Kai ragelis išdžiūsta, uždėkite burną ant piltuvo ir nukreipkite varpelį ta kryptimi, kuria norite nukreipti garsą. Garso sienelės neleis garsui sklisti į visas puses, o garso stiprumas su atstumu susilpnės daug mažiau nei be garso signalo.

Ryžiai. 35 parodyta, kaip rago dėka garso virpesiai, atsispindėję nuo jo sienelių, sklinda lygiagrečia rago ašiai. 2 metrų ilgio gero rago pagalba galima kalbėti kilometro atstumu, o esant ramiam orui ir net naktį – dar toliau.

Garsas vamzdžiais sklinda taip gerai, kad įstaigos dažnai užmezga labai paprastus ryšius: vedžioja vamzdžiu iš vieno kambario į kitą ir kalba šiuo primityviu telefonu.

Dažnai mažuose jūrų ir upių laivuose kapitono tiltelis ir vairininko patalpos vamzdžiais sujungtos su mašinų skyriumi. O kartais tarp kabinų įtaisomas toks primityvus, bet labai patikimas telefonas.

Dirbtinis griaustinis. Norėdami tai padaryti, jums nereikia jokios elektros įrangos. Viską pakeis špagatas. Pridėkite vieną virvelę prie ausies, o kitu galu paprašykite draugo atsitraukti ir gana stipriai patraukite. Dabar, jei jūsų draugas labai tyliai pirštais trenks į virvelę, išgirsite kažką panašaus į lietaus lašų trenksmą į lango rėmą. Jei jis temps vinį išilgai stygos, išgirsi audros kaukimą. Jei jūsų padėjėjas suvynios laidą tarp pirštų, aiškiai išgirsite griaustinio dundesį. Šiek tiek trūktelėjus stygai susidaro įspūdis, kad mušamas laikrodis.

Pamėginkite pririšti virvelę prie geležinių žnyplių, kuriomis iš krosnies buvo imtasi anglis, virvelės galus pritvirtinkite prie ausų ir žnyplėmis pataikyti į stalo koją ar kokį metalinį daiktą (36 pav.). Ką išgirsi?

Ryžiai. 36

Akustinės apgaulės. Klausa, kaip ir kiti mūsų pojūčiai, kartais mus apgauna. Galite suklysti tiek garso stiprumu, tiek jo pradžios tašku. Griaustiniai yra tokie galingi, kad sunku juos palyginti su kokiu nors kitu triukšmu, tačiau griaustinį gali visiškai nuslopinti glamžantis popierius prie pat ausies. Žinoma, tai nereiškia, kad glamžosi popierius garsiau nei griaustinis. Atstumų skirtumas tiesiog toks didelis, kad besiglamžančio popieriaus garsą mes suvokiame stipriau nei baisų griaustinio dundėjimą.

Labai dažnai būna klaidų nustatant garso kryptį. Dažnai išgirdę aidą galite pagalvoti, kad ta kryptimi, iš kurios atėjo aidas, yra žmogus. Skubėdami prie tramvajaus dažnai lekiame veltui, kad spėtume į jį įlipti. Įsivaizduokite, kad einate gatve, kuri ribojasi su kita, palei kurią nutiesta tramvajaus linija, kaip parodyta Fig. 37.

Ryžiai. 37

Išgirsti artėjantį tramvajų, nusprendi, kad atvažiuoja iš kairės, ir skubi bėgti į kampą. Dažniausiai klysti: pasirodo, kad jis ateina iš dešinės. Būna ir atvirkščiai: jei reikia įsėsti į iš dešinės atvažiuojantį tramvajų, kairėje esantis tramvajus jus klaidina. Tai paaiškinama labai paprastai. Jūs einate kartu dešinioji pusė gatvėje, o iš dešinės privažiuoja tramvajus. Tai nuo tavęs slepia prie namo kampo, o tu to nematai, bet girdi. Šiuo atveju garsas tiesiogiai į ausį nepatenka. Žinome, kad garsas sklinda visomis kryptimis. Kiekvieną iš šių krypčių galime vadinti garso spinduliu.

Panagrinėkime vieną iš judančio tramvajaus sklindančių garso spindulių (paveiksle jis pažymėtas paryškinta linija). Pirma, garso spindulys patenka į šoną A gatvė, kuria važiuoja tramvajus. Iš šios pusės pagal mums jau žinomą dėsnį atsispindi ir atsitrenkia į šoną B. Atsispindėjęs nuo jo, jis pasiekia mūsų kairę ausį. Todėl jūs manote, kad tramvajus važiuoja iš kairės, nes esame įpratę manyti, kad garsas sklinda iš kūno, esančio garso pluošto linijoje.

Kalbančios figūros.Šiam eksperimentui mums reikia dviejų įgaubtų veidrodžių. Juos nesunku pasidaryti patiems. Kadangi šie veidrodžiai bus naudojami tik eksperimentams su garsu, jie gali būti pagaminti iš aplanko. Šiems veidrodžiams nereikia blizgesio, jie taip pat nereikalauja ypatingo tikslumo.

Jei įsivaizduojate įgaubtą veidrodį, perpjautą per vidurį, tada, be abejo, pjūvio linija bus lankas, kurio spindulys bus lygus rutulio, kurio dalis yra įgaubtas veidrodis, spinduliui. Jei norite padaryti įgaubtą 1 metro spindulio veidrodį (toks dydis mūsų eksperimentui tiesiog tinka), paimkite maždaug septyniasdešimties centimetrų ilgio kartono gabalą ir metro ilgio laidą. Ant kartono nubrėžkite lanką, kad jis apimtų visą kartono ilgį (38 pav., A). Atsargiai iškirpkite šią apskritimo dalį ir gausite vadinamąjį šabloną.

Išimkite nesuklijuotą kartoną ir supjaustykite į 12–15 siaurų lygiašonių trikampių, kurių ilgoji kraštinė turėtų būti maždaug 35 centimetrai. Siūkite šiuos trikampius (38 pav., B), karts nuo karto pritaikydami jiems šabloną. Įsitikinkite, kad jie sudaro įgaubtą veidrodį, kuris maždaug atitinka šabloną. Norėdami tai padaryti, iš šių susiūtų trikampių pirmiausia gauname labai plokščią kūginį veidrodį. Norėdami suteikti mums reikiamą apvalią formą, sudrėkinkite kartoną, o sušlapusį ištempkite jį spausdami dideliu plokščiu indu ir rankomis, kol paviršius taps norimos įgaubtos formos. Visą laiką taikydami šabloną skirtingomis kryptimis, įsitikinkite, kad veidrodis yra tinkamos formos.

Gatavą šlapią veidrodį padėkite džiūti pavėsyje, po juo padėdami skudurus, kad kartonas nenusmuktų. Jei norite pagaminti ne tokį didelį veidrodį, pavyzdžiui, 30–40 centimetrų skersmens, galite jį pagaminti iš vieno kartono gabalo, išpjaunant 45 centimetrų skersmens apskritimą ir jį sušlapinus. , ištempkite pagal šabloną.

Iš gipso galima pasidaryti labai gerą veidrodį. Šio veidrodžio šablonas turi būti pagamintas iš lentos, bet paimkite išgaubtą, o ne įgaubtą pusę. Įkalkite vinį į šios išgaubtos šablono dalies vidurį. Nukąskite šio nago galvutę ir pagaląskite (38 pav., IN). Tada iš storo kartono iškirpkite apskritimą, kurio skersmuo toks pat kaip veidrodžio skersmuo, pavyzdžiui, 50–60 centimetrų. Išilgai apskritimo kraštų siūkite kraštelius iš 10–15 centimetrų aukščio aplanko. Visus įtrūkimus užsandarinkite moliu arba glaistu. Į šią formą supilkite tinką, sumaišytą su nedideliu kiekiu klijų, šiek tiek paminkykite ir, kai masė taps tešla, į dugno centrą įkiškite šabloną ir susukite. Šablonas nubrauks tinko perteklių, o likęs tinkas atvės ir suformuos šablono formos įdubimą.

Kai tinkas visiškai išdžius, gausite nuostabų įgaubtą veidrodį. Tik nedžiovinkite šalia viryklės ar saulėje, nes greitai išdžiūvus, tinke įtrūks.

Mūsų eksperimentui mums reikia dviejų identiškų įgaubtų veidrodžių. Pakabinkite juos dviejuose kambariuose, tiksliai vienas priešais kitą, kad tarp jų būtų durys. Jei veidrodžiai dideli, atstumas tarp jų gali siekti iki 10 metrų. Padėkite lėlę vieno veidrodžio židinyje ir praneškite susirinkusiems, kad šis mažas žmogelis gali kalbėti ir atsakyti į klausimus.

Įgaubto veidrodžio židinys yra tiksliai priešais jo centrą, tai yra priešais giliausią vietą, pusės lenkimo spindulio atstumu (38 pav., /), tai yra pusės spindulio atstumu, su kuriuo šablonas buvo nupieštas. Jei nupiešėte šabloną, kurio spindulys yra 1 metras, tada veidrodžio židinys yra 50 centimetrų atstumu nuo jo centro.

Ryžiai. 38

Garso spinduliai, sklindantys iš to sferinio paviršiaus, kurio dalį sudaro mūsų veidrodis, centro, krinta ant veidrodžio paviršiaus, kiekvienas jam statmenas, ir atsispindi atgal į tą patį centrą. Jei skambantis kūnas yra taške, esančiame šiek tiek arčiau veidrodžio, tai iš jo sklindantys garso spinduliai, atsispindėję, kaupsis taškuose, kurie yra toliau nuo veidrodžio nei jo centras. Ir jei garsų pradžios taškas sutampa su veidrodžio židiniu, tada, atsispindėję, jie eis lygiagrečiai pagrindinei veidrodžio ašiai ir, atsitrenkę į priešingą įgaubtą veidrodį, atsispindės nuo šio antrojo veidrodžio ir renkamas jo židinyje, kuris taip pat yra pusės spindulio atstumu nuo veidrodžio vidurio.

Norėdami paslėpti kitą veidrodį nuo žiūrovų, uždanga atidarytos durys muslinas arba plonas lakštas – jie puikiai perduoda garso bangas. Geriausia eksperimentus atlikti vakare, tada galite apšviesti kambarį, kuriame yra lėlė, bet neapšviesti gretimo. Veidrodžiai turi kabėti tiksliai vienas priešais kitą. Juos sumontuoti nelengva, todėl prieš rodydami šį eksperimentą publikai patikrinkite, ar veidrodžiai pakabinti teisingai, antraip gali kilti gėda.

Jei niekas nepadeda montuoti, galite pakabinti laikrodį vieno veidrodžio židinio taške ir klausytis jo tiksėjimo prie antrojo veidrodžio kitame kambaryje.

Padėkite figūrėlę taip, kad jos galva būtų toje vietoje, kur geriausiai girdite laikrodžio tiksėjimą. Tai bus tiksliai veidrodžio dėmesio centre. Bet turint patirties, vis tiek reikia asistento. Leiskite jam stovėti prie veidrodžio, kabančio tamsiame kambaryje, židinio ir klausytis visko, kas sakoma figūrėlės ausyje. Jis taip pat turi atsakyti į visus klausimus, tyliai kalbėdamas į veidrodžio židinį, o tada uždavęs klausimą išgirs atsakymą, laikydamas ausį prie figūros galvos. Susidaro įspūdis, kad lėlė tikrai kalba, ir niekas iš dalyvaujančių greičiausiai nesugebės paaiškinti, kokia yra paslaptis.

Kad jūsų padėjėjas, sėdintis tamsiame kambaryje, nesuklystų ir nepateiktų atsakymo ne iš veidrodžio, įrenkite nedidelį megafoną, per kurį galėsite ir kalbėti, ir klausytis. Prie veidrodžio besiartinančio žmogaus kandiklis, galva ir pečiai mažai trukdys sklisti garso spinduliams.

Topas kaip akustinis instrumentas.Šios knygos pradžioje mes jums pasakėme, kaip atlikti eksperimentus su viršutine dalimi. Tada privertėme jį suktis į nuostabiausias pozicijas, o dabar naudosime kaip muzikos instrumentą. Tik šiam eksperimentui reikia ypač sunkaus viršaus. Galbūt koks nors jūsų pažįstamas tekintojas pagal mūsų brėžinius pagamins jums tokį viršų (39 pav.).

Ryžiai. 39

Ašis gali būti iš vario, pagaląsta, o kūgis apačioje šiek tiek suapvalintas.Pats viršutinis diskas geriausiai pagamintas iš kokios nors Sunkusis metalas, pavyzdžiui, alavas ar švinas. Diskas turi būti pasuktas tekinimo staklėmis. Viršutinės ašies viršuje reikia išgręžti skylę centre tiksliai išilgai ašies. Pasirinkite šiai įdubai tinkamą plieninės vielos gabalą ir įkiškite į medinę rankeną. Stovas gali būti pagamintas iš medžio, tiesiog įkiškite varinį guolį į viršų, kur pasisuks viršaus ašies galas, ir uždenkite stovo apačią audiniu, kad jis neslystų. Kuo tiksliau pagamintos visos viršutinės dalies dalys, tuo ilgiau jis sukasi, todėl eksperimentai su juo geresni. Šis viršus pradedamas laidu, kaip parodyta Fig. 40.

Atkreipkite dėmesį, kad virš viršutinio disko abiejose ašies pusėse turi būti įkišti du maži kaiščiai. Jų reikia norint ant viršaus sumontuoti įvairius apskritimus, kurie sudaro viršaus akustinį aparatą.

Ryžiai. 40

Iš skardos arba plono vario lakšto žirklėmis išpjaukite du įprastus apskritimus su trimis skylutėmis viduryje: vieną centre viršaus ašiai, o šonuose – du mažus smeigtukus. Vieno iš šių apskritimų perimetrą naudokite dildę, kad be jokios konkrečios tvarkos iškirptumėte pačių įvairiausių dydžių dantis, kaip parodyta Fig. 41, A. Bet visų dantų galiukai turi siekti išorinį kraštą.

Ant kito apskritimo dantis padarykite kuo tiksliau (41 pav., 5), 2-3 milimetrų gyliu. Jei paskutinė šakelė išeina šiek tiek didesnė ar mažesnė už kitas, tai nesvarbu – viena šakelė darbo nesugadins.

Jūs jau žinote, kad kiekvienas skambantis kūnas sukrečia oro daleles, o vėliau šie smūgiai perduodami į mūsų ausį. Tokių atskirų vienodų smūgių seriją mūsų ausis suvokia kaip nenutrūkstamą garsą, tik jei jie gana dažnai seka vienas kitą. Kad ir kaip skubėtumėte pagaliuku daužyti būgną ar pieštuku kartono gabalą, vis tiek pasigirs pavieniai smūgiai.

Su mūsų dantytais apskritimais galite trenkti į kartoną tokiu dažnumu, kad atskirų smūgių neįmanoma atskirti.

Ant viršaus uždėkite apskritimą su atsitiktinai išpjautais dantimis ir pritvirtinkite prie jo labai storo ir plono kartono gabalėlį (41 pav., A). Išgirsite šlykštų, šiurkštų krebždesį.

Ryžiai. 41

Tai nėra tas pats su kitu ratu. Vienodas taisyklingų dantų smūgis į kartoną, susiliedamas, sukelia vieną muzikos natą (vadinamąjį toną), iš pradžių aukštą, o vėliau, lėtėjant viršui, vis žemėja.

Galbūt jums įdomu sužinoti, kiek vienas po kito einančių, tolygiai sekančių impulsų mūsų ausyje susilieja į vieną muzikos natą ir į kurią? 16 smūgių per sekundę jau susilieja į žemą, storą natą, o 435 vibracijos per sekundę suteikia A toną.

Tai ta pati nata, pagal kurią derinama antroji smuiko styga.

Dar įdomiau žinoti aukščiausią vibracijos dažnį, kurį gali suvokti mūsų klausa. Reikėtų pažymėti, kad padidėjus virpesių skaičiui per sekundę viršijant tam tikrą ribą, kartu su tono padidėjimu, mūsų garso suvokimas silpnėja.

Aukščiausiu fortepijono stygos tonu jis sukuria 5000 virpesių per sekundę, 20 000 virpesių per sekundę sukuria mums vos girdimą garsą, o 35 000 virpesių gali aptikti tik reta ausis. Didesnis skaičius Mūsų ausis nebesuvokia vibracijų.

Tačiau pamiršome savo viršūnę, o tuo tarpu ji vis dar gali mus pralinksminti muzikiniais svarstyklių ir akordų garsais. Tik tam reikia padaryti dar vieną apskritimą, kaip ir pirmuosius du, iš alavo ar vario ar net iš gero kartono (42 pav., A). Pagaminti nesunku, tereikia žinoti matmenis. Tą patį apskritimą kaip ir pirmasis padalinkite į 6 lygias dalis pagal spindulius ir nubrėžkite ant jo 4 apskritimus, kiekvieną kartą sumažindami spindulį tiek pat, kad visi tarpai tarp apskritimų būtų lygūs. Vidiniame apskritime padarykite 12 skylių, antrame – 15, trečiame – 18, išoriniame – 24. Skylių skersmuo turi būti 2–3 milimetrai. Tik ne perdurkite juos yla, o išmuškite įpjova ir apskritai stenkitės labai atsargiai daryti apskritimą.

Naudodami šį ratą, galite skleisti teisingus smūgius orui, sekdami vienas kitą, o tai reiškia muzikinį toną. Norėdami tai padaryti, sukdami apskritimą, turite įpūsti į vieną iš skylių eilių. Oro srautas arba praleidžiamas per skylutes, arba uždelstas tam tikrais intervalais. Tai dažnai sukelia sukrėtimus, kurie seka vienas kitą, tai yra tonas. Nukreipkite oro srovę į apskritimą per stiklinį vamzdelį, ištrauktą iš vieno galo ir sulenktą kampu, kaip parodyta Fig. 42, B.

Jei viršus sukasi 6 apsisukimų per sekundę greičiu, pirmoji skylių eilė suteiks mums 6 x 12 = 72 virpesius; antrasis - 6 x 15 = 90 virpesių; trečiasis – 6 x 18 = 108 svyravimai ir ketvirtasis – 6 x 24 = 144 svyravimai per sekundę. Toks viršus su skylėtais diskais vadinamas Savaros sirena. Mūsų sirena gali skleisti teisingus trijų natų akordus. Norėdami tai padaryti, jums reikia tik dar vieno įrenginio.

Paimkite ploną varinį vamzdelį ir lituokite vieną jo galą. Išgręžkite keturias skylutes vamzdžio šone tokiu pat atstumu vienas nuo kito, kaip ir apskritimai su skylutėmis sirenoje. Lituokite nedidelį vamzdžio tęsinį prie šių keturių skylių. Kai uždedate guminį vamzdelį ant atviro šio metalinio vamzdžio galo ir per keturias plonas šakas pučiate ant besisukančio sirenos apskritimo, laikydami vamzdelį taip, kad oras iš plonų vamzdelių vienu metu pataikytų į visus apskritimus su skylutėmis, išgirs teisingus akordus, aukštus arba žemus, priklausomai nuo viršaus sukimosi greičio.

Ryžiai. 42

Kas yra susipažinęs su muzika, viršūnės pagalba gali stebėti labai įdomius reiškinius. Galite padaryti, pavyzdžiui, ne keturias skylių eilutes, o aštuonias – gausite nuostabų asortimentą. Norėdami tai padaryti, turite išdėstyti skyles ant aštuonių apskritimų tokia tvarka: pirmoji eilutė - 24, antra - 27, trečia - 30, ketvirta - 32, penkta - 36, šešta - 40, septinta - 45 ir aštuntoji - 48 duobutės. Gama susideda iš septynių tonų, kurių virpesių skaičius per sekundę yra susijęs su šių skaičių serija. Tai parodyta šioje lentelėje, kurioje taip pat yra gerai žinomi skalės tonų pavadinimai:

Pagamintas viršus vėliau mums pravers optiniams eksperimentams.

Stygų garsas. Bet koks greitai vibruojantis kūnas skleidžia garsą. Jūs žinote, kad vibruojančios ištemptos stygos sukuria muzikinį toną.

Paimkite pirštais per vidurį ištemptą virvelę, šiek tiek patraukite į šoną ir atleiskite. Elastinga styga greitai grįš į savo ankstesnę padėtį, tačiau inercija judės per ją toliau, tada vėl nukryps ta kryptimi, kuria traukėte anksčiau, ir kurį laiką šitaip svyruos vis mažesne apimtimi, kol pagaliau nusiramina.

Stygos virpesiai sukėlė oro smūgius, kurie labai greitai seka vienas po kito. Šie smūgiai mūsų ausyje susilieja į vieną garsą, tačiau šis stygos garsas yra labai silpnas, o norint jį sustiprinti, stygos tempiamos ant plonasienių medinių dėžučių. Medis gerai suvokia visus virpesius ir perduoda juos didesnio paviršiaus orui. Todėl visi styginiai instrumentai – smuikas, fortepijonas, balalaika, arfa – pagaminti iš medžio. Jis pasižymi puikiu gebėjimu vienodai gerai suvokti beveik visų garsų virpesius, o metalą vibruoja daugiausia tik tonas, kurį jis skleidžia smūgiuojant.

Kiekvienas, turintis namuose fortepijoną, gali nesunkiai tuo įsitikinti. Fortepijono medinis korpusas nuostabiai išryškina visus tonus; Kiekvienas tonas vienodai garsiai ir aiškiai perduodamas į lauko orą. Atidarykite fortepijono dangtį, paspauskite dešinįjį pedalą ir paleiskite natą savo balsu. Išgirsite, kaip pianinas kartoja jūsų grotą toną. Paspaudus dešinįjį pedalą, visos stygos išsilaisvina iš veltinio vožtuvų ir gali laisvai vibruoti, tačiau reaguodama į tavo balsą vibravo tik tavo grojamo tono styga. Visi kiti neatsakė.

Dabar pažiūrėkime, kaip styga vibruoja ir kokius garsus skleidžia įvairiais atvejais. Nereikia būti smuikininku, kad žinotum, jog kuo tvirčiau traukiate smuiko stygą ant kaiščio, tuo didesnis garsas. Tačiau tai, ar styga yra aukšta ar žema, priklauso ne tik nuo to, kaip stipriai ji ištempta. Toną įtakoja stygos svoris ir jos ilgis.

Sunkios bosinės stygos, apvyniotos viela, to negali padaryti. didelis skaičius vibracijų per sekundę, nes plaučiai taip pat ištempti ir tokio pat ilgio. Tai reiškia, kad stygos virpesių skaičius priklauso ir nuo jos svorio, tenkančio ilgio vienetui. Kuo didesnis stygos svoris, tuo mažiau vibracijų ji suteikia per sekundę. Matematikai teigia, kad stygos virpesių skaičius yra atvirkščiai proporcingas jos svoriui.

Jei stygą patrumpinsite per pusę, ji vibruos dvigubai dažniau, todėl ir garsas bus aukštesnis, o kaip sakoma – oktava aukštesnis. Apskritai, esant tam tikram įtempimui, tam tikros stygos virpesių skaičius per sekundę yra atvirkščiai proporcingas jos ilgiui.

Armonika iš mediniai pagaliukai. Kad styga skambėtų, ją galima ne tik daužyti, tempti ar perpjauti lanku. Galima trinti išilgai kanifolija pabarstytu skuduru. Bet tokiu atveju vibracijos bus ne skersinės, o išilginės, jos nenueis į šoną, o styga pakaitomis trumpės ir ilgės.

Pagal tai galime sukurti muzikos instrumentą, parodytą pav. 43. Į medinę 50 centimetrų ilgio ir 15 centimetrų aukščio dėžutę vienodu atstumu vienas nuo kito įkiškite 8 labai lygius 1 centimetro storio medinius pagaliukus. Pagaliukai turi būti įkišti tiksliai statmenai dėžutės dangčiui. Dėžutę ir pagaliukus geriausia daryti iš eglės, tačiau labai gerų rezultatų pasieksite, jei armoniką gaminsite iš eglinių lentų.

Kad dėžutė būtų stabili, jos pagrindą padarykite platesnį. Lazdelių ilgis priklauso nuo to, koks yra pirmasis. Norėdami pagaminti šį instrumentą, galite paimti tokius matmenis: pirmoji lazda yra 70 centimetrų ilgio, trečioji ^trečia) turėtų būti

56 centimetrai, penktas

46,7 centimetro, aštuntasis yra perpus mažesnis už pirmąjį – 35 centimetrai. Likusias lazdas galima ausimi priderinti prie tarpinių oktavos natų pagal skalės tonus.

Ryžiai. 43

Žinoma, jas galima karpyti pagal skaitmeninius garsų santykius, tačiau geriau derinti pagal toną, nes pjaustydami dėl subtilaus pagaliukų storio skirtumo galite lengvai suklysti. Geriau iš pradžių juos padaryti šiek tiek ilgesnius nei reikia, o tada pamažu paduoti, klausantis.

Antros ir ketvirtos lazdos ilgis turi būti vidutinis tarp stovinčiųjų šalia jų: antroji lazda

63 centimetrai; ketvirta

51,4 centimetro; Šešta ir septinta lazdos turi būti vidutinio ilgio ir skambėti tarp penktos ir aštuntos.

Dabar instrumentas paruoštas, o groti juo nebereikia jokios įrangos. Dviem šiek tiek drėgnais pirštais slyskite pagaliukus žemyn ir ši originali armonika skambės.

Muzikinis instrumentas pagamintas iš akinių. Galima pagaminti ploną stiklinę taurę, kad būtų garsus garsas. Nuvalykite rodomąjį pirštą dešinė rankaŠlapiu rankšluosčiu nuvalykite nešvarumus, tada panardinkite pirštą į vandenį ir švelniai spausdami perkelkite drėgną pirštą išilgai stiklo krašto (44 pav.). Iš pradžių išgirsite nemalonų garsą. Bet gerai nuvalius stikliuko kraštus, skambės dainuojantis garsas, kuo švelnesnis, tuo lengviau paspausite pirštu.

Garso aukštis priklauso nuo stiklo dydžio ir sienų storio. Jums nebus sunku išsirinkti kelis akinius ar akinius nuo žemiausio iki aukščiausio tono. Taip pat galite pakeisti toną įpildami vandens į stiklinę. Kaip daugiau vandens užpilkite, tuo žemesnis tonas bus.

Ryžiai. 44

Su tokia iš akinių pagaminta armonika labai lengvai galima groti įvairias melodijas.

Perbraukę pirštu vandens stiklinės kraštais iš viršaus pamatysite, kaip raibuliuoja vandens paviršius. Jis nuolat juda bangomis. Šios bangos yra labai mažos, tačiau galite pastebėti, kad jos yra stipresnės toje vietoje, kur yra pirštas. Bangos eina per stiklą į priešingą pusę, o kitos bangos juda stačiu kampu į jas, taip pat eidamos per centrą.

Labai įdomu stebėti šį raibuliavimą ant veidrodinio vandens paviršiaus, ir jūs, žinoma, suprantate, kad tai kyla dėl stiklo sienelių drebėjimo, kuris perduodamas vandeniui. Kai tik ištrauksite pirštą, dings ir garsas, ir patinimas.

Garsus amerikiečių mokslininkas Benjaminas Franklinas, atradęs atmosferos elektrą, kadaise iš akinių pagamino gana sudėtingą muzikos instrumentą, pavyzdžiui, armoniką. Jis atrinko šešiolika gerai poliruoto stiklo puodelių, jų centruose išgręžė skylutes ir sumontavo ant bendros medinės ašies. Po dėžute, kurioje buvo sumontuoti šie stikliniai varpeliai, buvo įmontuotas pedalas, tarsi siuvimo mašina. Šio pedalo, dviejų skriemulių ir diržo pagalba buvo galima lengvai pasukti ašį su kaušeliais.

Nuo drėgnų pirštų prisilietimo prie puodelių kraštų garsai sustiprėjo nuo švelnaus šnabždesio iki fortissimo. Šį instrumentą girdėję žmonės tvirtino, kad jo garsų harmonija buvo stebėtinai maloni. 1763 metais Franklinas savo instrumentą atidavė anglei Mis Deivis Filadelfijoje, kuri 1765 metais jį parodė iš pradžių Anglijoje, vėliau Prancūzijoje ir Vokietijoje, tačiau nuo to laiko šis instrumentas dingo be žinios.

Chladni garsios figūros. Teatre, norėdami parodyti bažnyčių varpų skambėjimą scenoje, dažniausiai naudojami ilgi plieniniai strypai arba laisvai kabantys geležies lakštai. Mes jau žinome apie virvelių ir medinių pagaliukų virpesius, todėl nesunku įsivaizduoti geležinių strypų virpesius. Kalbant apie geležies plokštes, reiškinys čia yra daug sudėtingesnis. Tik ačiū įdomūs tyrimai Chladni fizika turime tikslių duomenų šiuo klausimu. Štai kaip pats Chladni kalba apie savo eksperimentus:

„Niekur neradau mokslinis paaiškinimasįvairių rūšių vibracijos ir kūnų garsumas. Beje, pastebėjau, kad maža stiklinė ar metalinė plokštelė, pakabinta skirtinguose taškuose, smogė skirtingai. Norėjau sužinoti šio garsų skirtumo priežastį. Turiu pridurti, kad tuo metu šios srities tyrimų dar niekas neatliko.

Laikiau žalvarinį šlifavimo diską spaustuvėje prie smaigalio viduryje ir pastebėjau, kad smuiko strykas skleidžia skirtingus garsus, priklausomai nuo to, kur palietė stryką. Lichtenbergo stebėjimai, kaip ant stiklo ar dervos plokštelių, veikiant elektrai, susidaro dervos dulkių raštai, privedė prie minties, kad įvairūs mano apskritimo virpesiai taip pat atsiskleistų, jei pabarsčiau jį smėliu ar panašiai. Kai įgyvendinau savo idėją, iš tokių eksperimentų iš tikrųjų gavau žvaigždės formos figūras.

Jei norite pakartoti Chladni eksperimentą, paimkite stiklinę arba, dar geriau, žalvarinę kvadratinę plokštę, kurios kraštinė yra trisdešimt centimetrų ir 1-2 milimetrų storis. Nelygi arba įtrūkusi plokštelė eksperimentui netinka.

Plokštelės centre išgręžkite 6 milimetrų skersmens skylę. Kad plokštelė skambėtų, ji turi būti pritvirtinta prie kažko kieto tik viduryje. Prisukite jį prie nedidelio medžio gabalo, o medžio gabalą priveržkite į prie stalo prisuktą veržlę (45 pav.). Kad plokštė galėtų laisvai vibruoti, po varžto galvute padėkite plokščią kamštienos gabalėlį. Dabar plokštelę uždenkite juodu laku, lanką gerai įtrinkite kanifolija ir lėtai judinkite, kaip parodyta paveikslėlyje, aukštyn žemyn, švelniai spausdami. Galbūt ne iš karto, bet netrukus išgausite aiškų garsą, nors ir ne itin malonų.

Ant plokštelės supilkite smulkų smėlį per sietelį. Stenkitės pilti tolygiai, bet ne per tirštai. Perkelkite lanką išilgai vieno iš įrašo kraštų ir palieskite priešinga pusė. Ant svyruojančio plokštelės paviršiaus atšoks smėlio grūdeliai, o galiausiai, nusistovėjus plokštelės skambesiui, smėlis ant jo simetriškai gulės kažkokios figūros pavidalu. Jei pirštą laikėte lėkštės krašto viduryje priešais lanką, ant jo esantis smėlis išsidės dviem linijomis taip, kad lėkštę padalintų į 4 kvadratus. Jei laikysite už plokštės kampo, smėlis uždengs ją išilgai dviejų įstrižainių.

Figūros teisingumas priklauso nuo tono grynumo, kurį suteikia įrašas. Jei tonas girgždantis, nemalonus ir neaiškus, figūra nėra aiškiai nurodyta. Tačiau turėdami lėkštę, kuri suteikia aiškų ir tyrą atspalvį, galite ant jos „nupiešti“ stebėtinai tikslias ir įvairias figūras.

Ryžiai. 45

Figūros susidaro todėl, kad ne visi plokštės taškai vibruoja palietus lanką. Tos vietos, kurios laikomos už pirštų, nejuda, o kitos greitai ir stipriai svyruoja. Smėlis nuslysta nuo svyruojančių taškų ir lieka nejudančiose vietose, formuodamas figūrų linijas.

Jei plokštę dviem pirštais paspausite vienodais atstumais nuo vienos pusės vidurio (45 pav.), o lanką perkelsite priešingos pusės viduryje, gausite tame pačiame paveikslėlyje pavaizduotą figūrą. Stebėdami figūras skirtingose ​​plokštelės pirštų padėtyse, pastebėsite, kad vos pasikeitus pirštų padėčiai, pasikeičia garsas ir iš karto pasikeičia smėlio vieta plokštelėje.

Paprastas figūras sukelia žemos boso natos; sudėtingesnės formuojasi aukštomis natomis.

Mes jau daug kalbėjome apie garso vibracijas, o dabar mums nesunku paaiškinti Chladni figūrų atsiradimą.

Aukšti garsai kyla dėl greitų vibracijų. Šiuos svyravimus gali atlikti tik mažos svyruojančios plokštumos. Todėl jie susidaro didelis skaičius fiksuoti taškai. Savaime suprantama, kad skirtingos plokštės suteikia skirtingas figūras. Eksperimentą galima atlikti ne tik su kvadratinėmis, bet ir su apvaliomis bei daugiakampėmis plokštėmis.

Fig. apačioje. 45 parodytos Chladni garso figūros, gautos eksperimentuojant su kvadratine plokšte. Jame rodomos tik paprasčiausios figūros iš daugybės Chladni gautų figūrų. Kuo aukštesnis įrašo tonas, tuo sudėtingesnė figūra ir tuo nuostabesnis jos atsiradimo greitis.

Dainuojanti vandens srovė. Dvi ankstesnės patirtys pareikalavo nemažai prisitaikymo. Tačiau patirtis su vandens srove yra daug paprastesnė. Raskite 2 centimetrų skersmens ir 20 centimetrų ilgio varinį vamzdelį, gumos gabalėlį iš žaislinio baliono ir kitą 3 centimetrų ilgio ir 1,5 centimetro skersmens varinį vamzdelį. Paruoštą trumpą vamzdelį lituokite į ilgą varinį vamzdelį šone, 3 centimetrai nuo viršutinio galo (46 pav.). Mums reikia šio vamzdelio, kad į jį įdėtume kartoninį piltuvą.

Iš kartono klijuokite piltuvą, kurio lizdo skersmuo yra 10 centimetrų. Ant siauros jo pusės priklijuokite 1,5 centimetro pločio ratlankį ir uždėkite piltuvėlį ant plono vamzdelio su šiuo apvadu išsikišusio galo. Viršutinį storo vamzdžio galą šiek tiek pailginkite, priveržkite guma ir suriškite storu vilnoniai siūlai. Šio vamzdelio lūpa reikalinga tam, kad guminė membrana nenušoktų nuo vamzdelio.

Padėkite šį prietaisą ant stovo taip, kad vamzdelio galas su gumine plėvele – membrana – būtų viršuje. Vamzdis gali būti tvirtinamas ant stovo arba kaiščiu, kaip parodyta pav. 46, dešinėje, arba tiesiog įpjaukite jį į stovą.

Ryžiai. 46

Tai viskas, kas yra prietaisas.

Kad suprastume prietaiso veikimą, prisiminkime įprasčiausią, visiems žinomą reiškinį: jei šiek tiek atidarysite kokio nors vandens indo čiaupą, vanduo ištekės lašas po lašo. Kai lašas atsitrenkia į popierių, pasigirsta aiškiai girdimas trumpas garsas. Lašai dažniausiai krenta tolygiai, po tam tikro laiko, o jei krisdavo dažnai, jų kritimas sukeltų malonų toną, nes garsas susidaro dėl dažnų ritmiškų oro smūgių.

Tačiau neįmanoma pasiekti tokio greito lašų lašo, kad išgirstumėte toną. Jei dar šiek tiek atidarysite čiaupą, lašai sutekės į srovę.

Bet vis tiek, naudodamiesi iš čiaupo krentančiais lašais, galite padaryti įdomių pastebėjimų.

Jei pamažu kelsite popierių ar ploną kartoną arčiau čiaupo, lašų smūgis bus girdimas vis silpniau, o tam tikrame aukštyje jie visai nesigirs. Mūsų prietaisas su gumine membrana veikia taip pat, kaip popierius ar kartonas, tik jis yra plonesnis prietaisas. Kiekvienas tylus smūgis į gumą yra labai girdimas, nes jį sustiprina piltuvas. Ant gumos krentantys lašai girdimi visame kambaryje, tarsi silpni plaktuko smūgiai į priekalą.

Tačiau mūsų patirčiai reikia ne lašų, ​​o plonos srovės.

Norėdami gauti purkštuką, naudojame stiklinį vamzdelį su siaura anga gale. Darykite taip: vamzdelį (turi būti 3 milimetrų skersmens) perpjaukite tolygiai ir jo galą laikykite ant alkoholio lempos ugnies, šiek tiek pasukdami, kol sienelės ims tirpti ir skylutė užsidarys. Tada nukelkite vamzdį nuo ugnies ir greitai bei stipriai pūskite į jį. Taip gausite apvalią maždaug 1 milimetro skersmens skylutę (46 pav., viršuje).

Į vamzdelį įleiskite vandenį iš indo, sumontuoto, pavyzdžiui, ant spintelės. Per ploną vamzdžio angą tekės gana stipri srovė. Laikykite vamzdelį vertikaliai. Nukreipkite srovę ant gumos. Iš pradžių čiurkšlės krentimo triukšmas bus gana stiprus, tačiau priartinus vamzdelį prie gumos, stiprus garsas pavirs blankiu garsu, galiausiai čiurkšlė kris tyliai.