§ 4.14. Излучение звука

Любое тело (твердое, жидкое или газообразное), колеблющееся со звуковой частотой, создает в окружающей среде звуковую волну. Но интенсивное излучение звуковых волн происходит только при определенных условиях. Что это за условия, выясним на примере камертона.

При движении ветви камертона по одну сторону от нее воздух сжимается (давление растет), а по другую сторону образуется разрежение (давление падает). Возникает разность давлений, которая стремится выравняться. Выравнивание давления происходит со скоростью распространения упругого импульса, т. е. со скоростью звука. За период колебания давление выравнивается на расстоянии длины звуковой волны. Размеры же ветви камертона гораздо меньше длины волны. Поэтому при колебаниях ветви происходит «перекачка» воздуха с одной ее стороны на другую сторону (рис. 4.31). Следовательно, давление в основном выравнивается, и звуковая волна почти не излучается.

Для того чтобы такого выравнивания давлений не происходило, размеры колеблющегося тела не должны быть слишком малыми по сравнению с длиной волны. Только при этом условии будет излучаться достаточно интенсивная звуковая волна.

Резонаторный ящик камертона с одной стороны закрыт, и длина его равна Поэтому выравнивания давления не происходит и излучается достаточно интенсивная звуковая волна.

Скорость звука больше в легких газах: водороде и гелие. Поэтому излучение звука в этих газах затруднено по сравнению с излучением в воздухе. Одновременно меняется тембр звуковых волн. Для дыхания аквалангистов на больших глубинах используется кислородно-гелиевая смесь, чтобы предотвратить азотное отравление. Голос из-за этого звучит слабее и становится глуховатым.