Передача звука

Случалось ли вам наблюдать издали за человеком, рубящим дерево? Или, быть может, вы следили за тем, как вдали от вас работает плотник, вколачивая гвозди? Вы могли заметить при этом очень странную вещь: удар раздается не тогда, когда топор врезается в дерево или когда молот ударяет по гвоздю, а позже, когда топор или молот уже поднят прочь.

Если вам придется наблюдать это еще раз, отойдите на некоторое расстояние назад или продвиньтесь вперед. После нескольких проб вы найдете такое место, куда звуки ударов топора или молота доносятся как раз в момент видимого удара. Возвратитесь тогда на прежнее место – и вы снова заметите несовпадение звуков с ударами.

Теперь вам уже легче догадаться, в чем причина этих загадочных явлений. Звук требует некоторого времени, чтобы от места своего возникновения дойти до вашего уха; свет же пробегает это расстояние почти мгновенно. И может случиться, что, пока звук странствует через воздух к вашему уху, топор или молот успели уже подняться для нового удара. Тогда глаз увидит то, что слышит ухо; вам покажется, что звук совпадает не с опусканием, а с поднятием инструмента. Но если вы отойдете назад или подвинетесь вперед как раз на такое расстояние, которое пробегается звуком за время одного взмаха топора, то к моменту, когда звук дойдет до вашего уха, топор снова успеет опуститься. Тогда, конечно, вы увидите и услышите удар одновременно, но только это будут разные удары: вы видите последний удар, но слышите удар прошлый – предпоследний или еще более ранний.

Сколько же пробегает звук в воздухе за 1 секунду времени? Это в точности измерено: круглым счетом около 1/3 километра. Каждый километр звук проходит в 3 секунды, и если человек, рубящий дерево, взмахивает топором дважды в секунду, то вам достаточно находиться на расстоянии 160 метров, чтобы звук топора совпадал с его поднятием. Свет же пробегает в воздухе каждую секунду почти в миллион раз больше, нежели звук. Вы понимаете, конечно, что для всех расстояний на Земле мы можем смело считать скорость света мгновенной.

Звук передается не только через воздух, но и через другие газообразные, жидкие и твердые тела. В воде звук бежит в четыре раза быстрее, чем в воздухе, и под водой отчетливо слышен всякий шум. Рабочие в подводных кессонах (больших отвесных трубах) прекрасно слышат береговые звуки. Рыбаки вам расскажут, как разбегаются рыбы от малейшего подозрительного шума на берегу.

Еще лучше и быстрее передают звук твердые упругие материалы, например, чугун, дерево, кости. Приставьте ухо к торцу длинного деревянного бруса или бревна и попросите товарища ударить ногтем или палочкой по противоположному концу: вы услышите гулкий звук удара, переданный через всю длину бруса. Можно даже, если кругом достаточно тихо и не мешают посторонние шумы, услышать через брус тикание часов, приставленных к противоположному концу. Так же хорошо передается звук через железные рельсы или балки, через чугунные трубы, даже через почву. Приложив ухо к земле, можно расслышать топот лошадиных ног задолго до того, как он донесется по воздуху; а звуки пушечных выстрелов можно услышать этим способом от таких отдаленных орудий, грохот которых по воздуху совсем не доносится.

Так хорошо передают звук только упругие твердые материалы; мягкие же ткани, рыхлые, неупругие материалы очень плохо передают через себя звук – они его «поглощают». Вот почему вешают толстые занавеси на дверях, если хотят, чтобы звук не достигал соседней комнаты. Ковры, мягкая мебель, платье действуют на звук подобным же образом.