Шум



         

Шипение, свист, гудение, грохот - часть 3


Почему мы отпилили мундштук от нашей блок-флейты? Только потому, что остальная часть инструмента не имеет никакого отношения к созданию звука, а только видоизменяет звук, возникающий в мундштуке. Если закрыть отверстия в стенке корпуса инструмента, он будет напоминать трубу, в которой ходит поршень. Но в предыдущей главе мы опустили одно важное обстоятельство, касающееся поведения такой трубы с поршнем. Предполагалось, что волны сжатия, бегущие вдоль трубы, исчезают, добежав до ее конца. В действительности это вовсе не так. Когда звуковая волна достигает открытого конца трубы, она внезапно встречает бесконечный объем воздуха в неограниченном наружном пространстве. Ничтожный объем воздуха, который волна переместит из узкой трубы в наружное пространство, не в состоянии повысить давление снаружи и поэтому волна не сможет выйти наружу, а, отразившись от открытого конца трубы, побежит в обратную сторону. Явление отражения звука играет важнейшую роль в акустике, и мы рассмотрим его гораздо подробнее в дальнейшем.

Отраженная волна бежит обратно по трубе. В блок-флейте она вскоре наталкивается на мундштук, где снова отражается, опять бежит вперед, и этот процесс последовательных отражений продолжается, причем звуковая энергия почти полностью остается внутри трубы, и при каждом отражении теряется лишь малая ее часть.

Рис. 6. Прямая (а) и отраженная (б) волны.

На рис. 6, а показано распределение давлений в исходной волне для последовательных моментов времени t1, t2 ... t8, показывающее перемещение волны вдоль трубы в течение одного периода. На рис. 6, б изображено перемещение в обратную сторону первой отраженной волны для тех же моментов времени. Обе волны существуют в трубе одновременно, накладываясь одна на другую. Чтобы получить результирующую картину, волны следует сложить согласно принципу суперпозиции. При этом выясняется нечто удивительное: в результате никакого движения волн ни в одну, ни в другую сторону не получается — образуется одна стоячая волна (рис. 7).


Содержание  Назад  Вперед