§ 38. Распространение звука. Звуковые волны

Люди постоянно слышат различные звуки, хотя их источники находятся на значительном удалении. Чаще всего звуковые колебания достигают наших ушей через воздушную прослойку. Воздух представляет собой упругую среду, способную передавать механические возмущения. Возникает закономерный вопрос: что произойдёт, если убрать воздух из пространства вокруг источника? Проведём наглядную демонстрацию. Поместим работающий телефон под стеклянный колпак, соединённый с насосом (рис. 1). При включении звонка мы чётко различаем сигнал. Постепенно откачивая газ из-под колпака, замечаем, что громкость резко падает. В конце концов звук полностью исчезает, когда внутри остаётся лишь разрежение. Если снова подать воздух, мелодия немедленно возвращается. Этот простой факт доказывает: для передачи звуковых колебаний обязательно требуется материальная среда.

Отлично передают механические возмущения упругие материалы, к которым относятся металлы, древесина, жидкости и газы. Практическое применение этого свойства видно в бассейнах для синхронного плавания. Там устанавливают специальные подводные динамики, позволяющие спортсменам чётко расслышать ритмичную музыку прямо под водой. В прошлом люди активно пользовались подобным принципом, создавая самодельные аппараты для тайной переписки. Две картонные коробки соединяли натянутым шнуром или тонкой проволокой. Говоря в одну ёмкость, как в микрофон, можно было чётко расслышать слова собеседника в другой комнате. По такому устройству можно сравнить, как звук передаётся по верёвке и по проволоке.

Эластичные и ячеистые структуры, к примеру фетр, вспененный пластик или натуральная пробка, демонстрируют противоположное поведение, пропуская акустические колебания с большим трудом.