Шум



         

Шипение, свист, гудение, грохот - часть 4


В такой стоячей волне распределение звукового давления уже не перемещается ни вправо, ни влево: в каждой точке звуковое давление изменяется периодически, с различными амплитудами для разных точек. Например, в точке A амплитуда волны всегда равна нулю, а в точке В всегда максимальна. А в бегущей волне изменения давления имели одинаковую амплитуду во всех точках и давление достигало одного и того же максимума, хотя и в разные моменты времени и различных точках по длине трубы. После первого отражения наступает второе и т. д., и волна, подобно челноку, продолжает бегать вперед-назад, и отражения, складываясь, увеличивают амплитуду стоячей волны, пока более ранние отражения не затухнут в результате поглощения звуковой энергии.

Рис. 7. Стоячая волна — сумма бегущих волн, показанных на рис. 6.

Взглянув снова на график стоячей волны, мы обнаружим еще одно существенное обстоятельство: на открытых концах трубы всегда оказываются минимумы (нулевые значения) амплитуды. Следовательно, вдоль трубы всегда должно уложиться целое число полуволн звука. Тогда, действительно, в результате последовательных отражений амплитуда стоячей волны достигает значительной величины: происходит резонанс. При резонансе отраженные волны комбинируются так, что усиливают друг друга — это так называемая конструктивная интерференция волн. Если же на длине трубы не укладывается целое число длин волн, то последовательные отражения уже не будут усиливать друг друга; максимумы одних волн придутся на минимумы других, и в итоге получится стоячая волна малой амплитуды. Резонанс в этом случае отсутствует, и говорят о деструктивной интерференции волн.

Теперь откроем отверстия в стенке блок-флейты. Мы видели, что стоячие волны возникают в результате отражения волны от обоих концов трубы; отражение происходит благодаря внезапности столкновения волны со свободным наружным воздухом. Если открыть отверстие, то такое же отражение возникнет уже ближе к началу блок-флейты, звуковая волна столкнется с наружным воздухом несколько раньше, эффективная длина трубы уменьшится, а значит, ее резонансная частота возрастет.




Содержание  Назад  Вперед