Страница:Радиофронт 1935 г. №02.djvu/37

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


вершают, передаются все дальше и дальше. В воздухе распространяется звуковая волна в том же направлении, в котором колеблются отдельные частицы. Если колебания происходят вдоль того направления, в котором распространяется волна, то эта волна носит название продольной. Значит звуковая волна в воздухе есть волна продольная. В воздухе могут возникать только такие продольные ) другие волны, так как частицы воздуха, не связанные никак между собой, могут передавать колебания только в том направлении, в каком они сами колеблются. В твердых же телах возможны и волны другого типа, например, поперечные. Но мы можем не вдаваться в подробности этого вопроса. Для нас достаточно знать, что от одних частиц к другим в воздухе передаются колебания, причем эти колебания распространяются не мгновенно, а с какой-то определенной конечной скоростью (в воздухе в нормальных условиях эта скорость распространения колебаний составляет около 330 м в секунду).

ФАЗА ВОЛНЫ

Представим себе, тепеоь. что. в какой-то.. мямент все «nviMLUM. мг/лащие непосредственно перед мем- ъраной, стали вместе с мембраной двигаться вправо. При этом все частицы, лежащие в плоскости, параллельной мембране, будут двигаться одинаково, будут находиться все время в одной и той же фазе. Период колебаний частиц, очевидно, будет совпадать с периодом колебаний мембраны (в дальнейшем мы будем этот период обозначать через Т). Но для того чтобы пришли в движение частицы, лежащие в плоскости А на расстоянии а от источника (рис. 3), волна должна успеть достигнуть этой плоскости, т. е. пройти расстояние а. На это она затратит некоторое время t, которое легко подсчитать, если известна скорость распространения волны. Если эта скорость равна с, а

ТО — (время, потребное на то, чтобы при скорости с был пройден путь а). Значит, если в начальный момент все частицы, прилегающие к поршню, начали двигаться направо, то частицы, лежащие в плоскостц А, начнут это же самое

движение позднее на промежуток времени fj. Все частицы, лежащие в плоскости А, будут .совершать движение в одной и той же фазе, но они будут на время t отставать, запаздывать по отношению к тому движению, которое совершают частицы, лежащие около поршня. Иначе говоря, колебания в плоскости А отстают по фазе на долю периода.

равную ~y~ от колебаний у поршня. Точно так же

все частицы, лежащие в плоскости В, на расстоянии Ь от поршня (рис. 3), колеблются в одинаковой фазе, но они по времени отстают по

отношению к частицам, прилегающим к поршню,

b

на время t2 — или запаздывают по фазе

h

на долю периода, равную ~~jr’

Мы можем на основании этих результатов высказать такое общее соображение. Все частицы воздуха, находящиеся на одинаковом расстоянии от источника звука, колеблются в одинаковой фазе. Но если сравнивать две группы частиц, находящихся в точках В и С на разных расстояниях от источника, то те частицы, которые находятся дальше от источника (в точке С), будут отставать по фазе от частиц, находящихся ближе к источнику (в точке В). Если расстояние до более близких частиц rt, а до более далеких г2 (рис. 4), то они будут отличаться по фазе на

г3 — гх г2 — гг

долю периода, равную с. •р » так как с

есть то время, которое требуется, чтобы звуковая волна прошла путь от до г2. Но ведь с ■ 1 — это тот путь, который проходит звуковая волна за период, а это, как известно, есть длина волны. Следовательно, сдвиг фаз между колебаниями в точках, отстоящих от источника ка расстояниях т и го, может быть выражен следующим образо'м: он составляет долю периода, равную Г 2 — Г|*

—^—, где Л. — длина звуковой волны.

Если, например, разница в расстояниях до источника, т. е. г2 — гу равно четверти длины волны, то сдвиг фазы составляет четверть периода, или иначе колебания сдвинуты по фазе на 90". Если же г2 — Гх равно как раз целой волне, то сдвиг составляет целый период, т. е. фазы сдвинуты на 360°. Но сдвиг фаз на 360° соответствует тому случаю, когда фазы снова совпали, и значит если разница в расстоянии двух точек до источника равна целой длине воляы или целому числу длин волн, то фазы колебаний в этих точках совпадают.

Таким образом, рассматривая две точки, находящиеся на разных расстояниях от источника, мы сможем наблюдать самые различные сдвиги фаз между колебаниями в этих точках. При этом, как видно из полученного нами выражения, сдвиг фаз будет различными для волн разной длины. Он будет тем больше, чем больше разница в расстояниях от каждой из точек до источника и чем меньше длина волны.

БИНОУРАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ

Именно это отмеченное нами выше обстоятельство — наличие сдвига фаз между колебаниями в двух различных точках В и С, находящихся на разных расстояниях от источника звука А (рис.

4) и делает возможным определение направления, в котором приходит волна. Сравнивая фазы обоих колебаний или оценивая тот промежуток времени, который прошел между приходом одной и той же фазы колебаний к одной и другой точке, можно