Шум
Поглощение звука и дырки впотолке - часть 12
Если уменьшить отверстие горлышка, натянув на него, например, слой марли и оставляя открытыми только отверстия в ткани (объем воздуха в бутылке следует отрегулировать так, чтобы резонансная частота бутылки осталась прежней), то, очевидно, силы вязкости значительно вырастут и с прекращением звука колебания воздушной пробки также прекратятся практически после одного периода. Другими словами, к тому моменту, когда воздушная пробка должна была бы выйти из горлышка, она уже потеряет столько энергии, что звуковая волна, которую она пошлет обратно (то есть отразит), окажется совсем ничтожной. Вот мы и получили поглотитель![15]
При резонансе поглощение звука может доходить почти до 100 %. Можно вынудить воздух в бутылке колебаться с частотой, близкой к собственной частоте, но не совпадающей с ней, и, чем больше разница между этими частотами, тем слабее колеблется воздух в бутылке. По этой причине резонансная полость или простой резонатор Гельмгольца эффективен только при частоте, близкой его собственной частоте или совпадающей с ней. Это видно из рис. 37. Диапазон частот большого поглощения можно расширить, если наполнить горлышко бутылки волокнистым материалом, но максимальная эффективность поглощения при этом понизится: при частотах, отличных от собственной частоты, колебания продолжают возбуждаться, но значительно уменьшается амплитуда резонансного колебания; поэтому нельзя получить звук, дунув над отверстием бутылки с горлышком, набитым волокнистым материалом. Следовательно, такой резонатор действует в более широком диапазоне частот, но его максимальная эффективность значительно снижена[16].
 |
Рис. 37. Поглощение звука панелью и резонатором Гельмгольца. |
Наконец-то мы добрались до дырок в потолке. Теперь их назначение легко объяснить: если сложить вместе множество бутылок, стенки их окажутся ненужными — горлышки и объемы самих сосудов будут резонировать так же хорошо (рис. 38). Если горлышки достаточно узкие, можно обойтись без марли, так как сила вязкости будет достаточной.