Telegram Group & Telegram Channel
#physics
#физика

Если у вас есть большая морская раковина, приставьте её к уху, оставив небольшую щель, и вы услышите «шум моря». Ну, а если вам не повезло, и раковины нет, замените её обычной стеклянной банкой — «шум моря» будет ничуть не хуже, поэтому закрадывается подозрение, что море здесь не при чём. Прижмите банку вплотную к голове, и звук пропадёт: банка действует как резонатор, выбирая из внешнего шума какие-то звуки и усиливая их.

Сделаем ещё один простой опыт — возьмём пластиковую бутылку, подуем на край горлышка, и бутылка издаёт низкий однотонный звук. Это явление хорошо описывается моделью, которую предложил в 1863 году в своей книге «Учение о слуховых ощущениях как физиологическая основа для теории музыки» выдающийся немецкий учёный Герман Гельмгольц.

Он рассуждал так: когда бутылка звучит, воздух в горлышке быстро движется, а внутри бутылки он сжимается и расширяется, оставаясь почти неподвижным, и это похоже на колебания груза на пружине. Воздушная «пробка» в горлышке играет роль груза, а воздух внутри сосуда — роль пружины. Когда «пробка» входит внутрь, воздух в сосуде сжимается, давление становится больше атмосферного, и избыточное давление выталкивает «пробку» назад. А когда "пробка" выходит наружу, давление в сосуде понижается, и избыток атмосферного давления заталкивает «пробку» назад. При этом «пробка» каждый раз по инерции проскакивает положение равновесия и совершает периодические колебания.

Из этой модели следует, что квадрат частоты колебаний пропорционален площади поперечного сечения горлышка и обратно пропорционален длине горлышка и объёму сосуда: чем длиннее горлышко, тем больше масса «пробки»; чем больше объём, тем меньше жёсткость воздушной пружины. Мы проверили на опыте зависимость частоты звука от всех трёх параметров — длины горлышка, его сечения и объёма бутылки, и получили хорошее согласие с теорией.

Конечно, воздушная «пробка» существует только в модели, а на деле воздух приходит в движение и рядом с горлышком, и физики в этом случае говорят, что эффективная длина горлышка несколько больше. Ещё в модели предполагается, что давление внутри сосуда всюду одно и то же, и это хорошее приближение: для характерных частот 150 Гц длина звуковой волны составляет 2 метра, что гораздо больше размеров бутылки. Интересно, что в сферических резонаторах, которые сам Гельмгольц использовал в своих исследованиях физиологии слуха, вместо горлышка было сделано обычное отверстие.

Но вернёмся к способности резонатора выделять и усиливать только определённые звуки. Мы включили динамик, опустили внутрь бутылки микрофон и сняли её амплитудно-частотную характеристику. На графике получился достаточно узкий резонансный пик, соответствующий собственной частоте колебаний 210 Гц. Теперь подадим на динамик белый шум с очень широким спектром, и резонатор выделяет звук на частотах, близких к собственной, тот самый «шум моря».

Из резонатора Гельмгольца можно сделать настоящую звуковую ракету. А его главное практическое применение — не усиление, а гашение шума выхлопных систем автомобилей и мотоциклов.

Смотрите наш новый англоязычный ролик «Helmholtz resonator», слушайте шум моря и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно найти русскоязычный выпуск «Резонатор Гельмгольца» на различных платформах.

[Поддержите нас]
1👍55🔥954



group-telegram.com/getaclass_channel/823
Create:
Last Update:

#physics
#физика

Если у вас есть большая морская раковина, приставьте её к уху, оставив небольшую щель, и вы услышите «шум моря». Ну, а если вам не повезло, и раковины нет, замените её обычной стеклянной банкой — «шум моря» будет ничуть не хуже, поэтому закрадывается подозрение, что море здесь не при чём. Прижмите банку вплотную к голове, и звук пропадёт: банка действует как резонатор, выбирая из внешнего шума какие-то звуки и усиливая их.

Сделаем ещё один простой опыт — возьмём пластиковую бутылку, подуем на край горлышка, и бутылка издаёт низкий однотонный звук. Это явление хорошо описывается моделью, которую предложил в 1863 году в своей книге «Учение о слуховых ощущениях как физиологическая основа для теории музыки» выдающийся немецкий учёный Герман Гельмгольц.

Он рассуждал так: когда бутылка звучит, воздух в горлышке быстро движется, а внутри бутылки он сжимается и расширяется, оставаясь почти неподвижным, и это похоже на колебания груза на пружине. Воздушная «пробка» в горлышке играет роль груза, а воздух внутри сосуда — роль пружины. Когда «пробка» входит внутрь, воздух в сосуде сжимается, давление становится больше атмосферного, и избыточное давление выталкивает «пробку» назад. А когда "пробка" выходит наружу, давление в сосуде понижается, и избыток атмосферного давления заталкивает «пробку» назад. При этом «пробка» каждый раз по инерции проскакивает положение равновесия и совершает периодические колебания.

Из этой модели следует, что квадрат частоты колебаний пропорционален площади поперечного сечения горлышка и обратно пропорционален длине горлышка и объёму сосуда: чем длиннее горлышко, тем больше масса «пробки»; чем больше объём, тем меньше жёсткость воздушной пружины. Мы проверили на опыте зависимость частоты звука от всех трёх параметров — длины горлышка, его сечения и объёма бутылки, и получили хорошее согласие с теорией.

Конечно, воздушная «пробка» существует только в модели, а на деле воздух приходит в движение и рядом с горлышком, и физики в этом случае говорят, что эффективная длина горлышка несколько больше. Ещё в модели предполагается, что давление внутри сосуда всюду одно и то же, и это хорошее приближение: для характерных частот 150 Гц длина звуковой волны составляет 2 метра, что гораздо больше размеров бутылки. Интересно, что в сферических резонаторах, которые сам Гельмгольц использовал в своих исследованиях физиологии слуха, вместо горлышка было сделано обычное отверстие.

Но вернёмся к способности резонатора выделять и усиливать только определённые звуки. Мы включили динамик, опустили внутрь бутылки микрофон и сняли её амплитудно-частотную характеристику. На графике получился достаточно узкий резонансный пик, соответствующий собственной частоте колебаний 210 Гц. Теперь подадим на динамик белый шум с очень широким спектром, и резонатор выделяет звук на частотах, близких к собственной, тот самый «шум моря».

Из резонатора Гельмгольца можно сделать настоящую звуковую ракету. А его главное практическое применение — не усиление, а гашение шума выхлопных систем автомобилей и мотоциклов.

Смотрите наш новый англоязычный ролик «Helmholtz resonator», слушайте шум моря и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно найти русскоязычный выпуск «Резонатор Гельмгольца» на различных платформах.

[Поддержите нас]

BY GetAClass - физика и здравый смысл




Share with your friend now:
group-telegram.com/getaclass_channel/823

View MORE
Open in Telegram


Telegram | DID YOU KNOW?

Date: |

As such, the SC would like to remind investors to always exercise caution when evaluating investment opportunities, especially those promising unrealistically high returns with little or no risk. Investors should also never deposit money into someone’s personal bank account if instructed. The account, "War on Fakes," was created on February 24, the same day Russian President Vladimir Putin announced a "special military operation" and troops began invading Ukraine. The page is rife with disinformation, according to The Atlantic Council's Digital Forensic Research Lab, which studies digital extremism and published a report examining the channel. "He has to start being more proactive and to find a real solution to this situation, not stay in standby without interfering. It's a very irresponsible position from the owner of Telegram," she said. Stocks closed in the red Friday as investors weighed upbeat remarks from Russian President Vladimir Putin about diplomatic discussions with Ukraine against a weaker-than-expected print on U.S. consumer sentiment. Emerson Brooking, a disinformation expert at the Atlantic Council's Digital Forensic Research Lab, said: "Back in the Wild West period of content moderation, like 2014 or 2015, maybe they could have gotten away with it, but it stands in marked contrast with how other companies run themselves today."
from us


Telegram GetAClass - физика и здравый смысл
FROM American