Страница:Радио всем 1930 г. №08.djvu/13

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


тем больше, чем большее число отражений претерпит такая волна и чем длиннее будет путь ее от источника звука до уха (рис. 2). Конечно, интенсивность звука при этом будет ослаблена. Такие запоздавшие звуковые волны будут продолжать доходить до уха спустя значительный промежуток времени после того, как источник звука уже замолкнет, и дадут нам своеобразное впечатление, как будто вся комната наполнена звуками, со всех сторон устремляющимися в ухо ж постепенно замирающими—это так называемое явление реверберации. Очевидно, что разные помещения могут сильно отличаться друг от друга в этом отношении и казаться нам более или менее гулкими или же глухими, в зависимости от того, как расположены их стены в сколь совершенно они отражают звуки. Исследование реверберации помещений является основной задачей строительной акустики, так как очевидно продолжительность реверберации должна о.азывать громадное влияние нэ только на дзетоин- ства исполняемых в mix музыкальных произведений, но и на вшггаость и отчетливость речи оратора. Ведь запоздавшие звуки примешиваются к тем, которые следуют за ними, давая непредвиденные сложные звуки и аккорды—слоги смешиваются и речь, несмотря на большую громкость, делается непонятной.

Чистота и отчетливость современных радиопередач в значительной степени объясняется тем, что они ведутся из специальных студий, степы которых обшиты мягкой материей, а специальный выбор формы комнаты доводит до минимума влияние отраженных звуковых во :н.

Однако с явлением отражения звука связано не только искажение его вследствие реверберации—оно влечет за собой еще другое не менее важное явление- интерференцию звуковых воля, дошедших до уха разными путями, т. е. их взаимное усиление или ослабление. Зная скорость распространения звука и частоту колебаний, мы легко сможем подсчитать, сколько на определенной длине пути уложится сгущений и разрежений воздуха, а, следовательно, расстояние между ними, т. е. длину волны в воздухе. Очевидно, что, если две волны доходят до нас, проходя пути, разность длины которых равна целому числу волн, то в ухо будут от обеих волн попадать одновременно или сгущения или разрежения воздуха и изменения давления внутри уха от двух волн будут более интенсивными, чем от одной только из них. Если же разность путей будет равна нечетному числу полуволн, то сгущение от одной волны будет парализовано разрежением от другой и обратно—в результате получится ослабление и даже иногда полное исчезновение звука.

Легко проделать такой опыт. Если одноухий телефон, возбуждаемый током определенной частоты, соответствующей какой-нибудь музыкальной ноте, поднести

на несколько сантиметров к стене, например, на 20—40 см (рис. 3) и слушать его одним ухом, закрыв ладонью второе, то не трудно обнаружить резкое изменение силы звука в зависимости от положения уха. Измерив (хотя бы бечевкой) длину путей звуковых волн, одной— идущей прямо от телефона, а другой— претерпевшей отражение, и приняв во внимание частоту колебаний, нетрудно убедиться, что н первом случае разпость путей равна целому числу волн, т. о. четному числу полуволн, а во втором— нечетному числу полуволн.

Места, где звук слышится более сильно, называются «пучностями» колебаний, а где он ослабляется—узлами. Очевидно узлы и пучности будут занимать вее пространство около источника звука, и, покуда последний неподвижен, будут все время оставаться на одних и тех же местах, образуя правильную геометрическую сетку так называемых «стоячих волн».

Мы знаем, что по законам отражения волна отражения распространяется, как если бы она исходила от источника звука, 'расположенною за стеной на том же расстоянии, на каком телефон находится перед стеной. Значит подобная же сетка стоячих волн должна получаться и от двух одинаковых источников звука, если их поместить на некотором расстоянии друг от друга, наир, от двойного головного телефона (рис. 4). Совершенно ясно, что густота сетки стоячих волн зависит в первую очередь от длины волны, т. е. от частоты их. Чем выше тон, тем теснее сближаются узлы и пучности.

Рассматривая о этой точи зрения различные места комнаты, мы можем утверждать, что звуки разной высоты будут слышны с разной интенсивностью в зависимости от того, как для них расположатся сетки стоячих волн, образовавшихся вследствие отражения звука от стен и потолка комнаты. Поэтому оркестр слышен безукоризненно только в определенных местах залы при определенном расположении инструментов. Об этом необходимо помнить, выбирая место для микрофона, когда приходится вести передачу концертов и опер из театра.

Изучение интерференции звуков однако не только позволяет бороться о ее вредным влиянием. Она дает нам возможность посылать звуковые волны в желаемом направлении. Дело в том, что здесь мы встречаемся с явлениями, совершенно аналогичными явлеваям интерференции электромагнитных волн при излучении сложных антенн, позволяющих управлять по желанию направлением излучения и концентрировать энергию электромагнитных волн в определенном пучке. Действительно, если взять несколько источников звука одинаковой частоты и интенсивности, расположить их на одинаковых расстояниях и заставить все колебаться с одинаковыми фазами, т. е. посылать строго одновременно сгущения

и разрежения в окружающий воздух, то нетрудно будет из простых геометрических соображений уяснить себе, как будут эти отдельные сгущения и разряжения воздуха складываться в различных точках пространства и где, таким образом, будет получаться максимальная амплитуда колебаний, т. е. максимальная сила звука.

Возьмем простейший случай двух головных телефонов, обращенных отверстиями в одну сторону н расположенных на таком расстоянии друг от друга, равном половине длины волны даваемого ими тона. Каждый радиолюбитель может легко проделать этот опыт, если сумеет получить от своего регенеративного приемника чистый и устойчивый звуковой тон.

Тогда очевидно, что по линии, перпендикулярной к средине прямой, соединяющей оба телефона (рис. 5), мы всегда будем получать усиление звука, так как длина пути для каждой из двух вели от обоих телефонов до любой точки этого перйендикуляра будет одна и та же (разность равна 0). С другой стороны, по направлению соединительной линии мы для любой точки ее в обе стороны будем получать разность путей в Уг волны, т. е. совпадение сжатия о расширением и следовательно исчезновение звука. Звуковая энергия от такого сложного источника звука не будет уже равномерно распространяться во все стороны, а будет главным образом устремляться по одному направлению.

Очевидно, что подобный же звуковой прожектор получится и в том случае, если в качестве источника звука мы воспользуемся вибрирующей плоскостью, все точки которой колеблются о одинаковой

195