Глава 2. § 39. Отражение звука. Звуковой резонанс — с. 188
§ 39. Вопрос 1. Какова причина образования эха?
Почему эхо не возникает в маленькой, заполненной мебелью комнате?
Ответы обоснуйте.
Эхо образуется при отражении звуковых волн от преград (стен большого пустого помещения, леса, гор, сводов арки). Его слышно, если отражённый звук воспринимается отдельно от произнесённого, то есть приходит к уху не менее чем через 0,06 с. В маленькой комнате путь звука до стены и обратно короткий (при расстоянии 3 м это 6 м, время t = 6 / 340 ≈ 0,02 с), поэтому звуки сливаются. Кроме того, мебель, шторы и другие предметы частично поглощают отражённый звук.
§ 39. Вопрос 2. Как можно улучшить звуковые свойства большого зала?
В большом пустом зале гладкие стены, потолок и пол хорошо отражают звук, волны накладываются друг на друга, возникает многократное эхо (гул), и речь становится неразборчивой. Чтобы улучшить звуковые свойства зала, нужно уменьшить отражение звука: использовать звукопоглощающие материалы (мягкую обивку кресел, занавеси, ковры, пористые панели на стенах и потолке), делать поверхности не гладкими, а рельефными, чтобы они рассеивали звук.
§ 39. Вопрос 3. Почему при использовании рупора звук распространяется на большее расстояние?
Стенки рупора отражают звуковые волны, и они не рассеиваются в стороны, а образуют узконаправленный пучок. Мощность звука в этом направлении увеличивается, и звук слышен на большем расстоянии.
§ 39. Вопрос 4. Приведите примеры проявления звукового резонанса, не упомянутые в тексте параграфа.
Звуковой резонанс возникает, когда частота звуковой волны совпадает с собственной частотой тела. Примеры: звон оконных стёкол или посуды в шкафу при проезде грузовика или при громкой музыке; отклик струны рояля на звук голоса, взятый в той же ноте (при открытой крышке); звучание второй гитарной струны, когда рядом звучит такая же по частоте; гудение воздуха в бутылке, если дуть поперёк горлышка с подходящей частотой.
§ 39. Вопрос 5. Для чего камертоны устанавливают на резонаторных ящиках?
Каково назначение резонаторов, применяемых в музыкальных инструментах?
Ящик усиливает звук камертона: колеблется воздушный столб в нём (и сам ящик), размеры ящика подбирают так, чтобы собственная частота воздушного столба совпадала с частотой камертона. Возникает резонанс, амплитуда колебаний и громкость звука достигают наибольших значений, а энергия передаётся от одного камертона к другому наиболее полно. В музыкальных инструментах роль резонаторов играют части корпуса (например, деки гитары и скрипки): они усиливают звуки струн и придают звучанию инструмента характерную окраску — тембр.
§ 39. Вопрос 6. Что является источником голоса человека?
Источник голоса человека — голосовые связки: они колеблются под действием воздуха, выходящего из лёгких. Резонаторами, усиливающими звук, служат полости глотки, рта и носа; форму глотки и рта человек меняет с помощью языка, губ и мягкого нёба, подстраивая резонатор под нужную частоту.