(исходное фото отсюда).
‒ Что такое частота? ‒ рассуждал вслух Васильич, снимая с полки тяжелый генератор звуковой частоты.
‒ Мы говорим о частоте, когда имеем дело с колебаниями. Частота ‒ это количество колебаний в единицу времени, ‒ Васильич установил генератор на столе и достал из ящика стола головные телефоны ТОН-2.
‒ Измеряется частота в герцах, один герц равен одному колебанию в секунду, ‒ продолжал пояснять Васильич, подключая вилку телефонов с помощью многожильных проводов и штекера высокочастотного разъема к выходу генератора.
‒ Также в радиолюбительской практике частоту измеряют в килогерцах, мегагерцах, гигагерцах. А еще частота обратно пропорциональна периоду колебаний, ‒ Васильич выставил вращением ручки верньера самые начальные показания шкалы частот, и подключил шнур питания генератора к розетке.
‒ Считается, что человеческое ухо способно воспринимать в виде звуков колебания, лежащие в диапазоне частот от (примерно) 16 герц, до (примерно) 16 килогерц, ‒ еще несколько щелчков переключателей и выставлены нулевой поддиапазон частоты и уровень напряжения на выходе.
‒ Повторяю, примерно, так как особенности восприятия у разных людей разные, это зависит от физиологических особенностей человека, его возраста, некоторых других причин, ‒ щелчок сетевого выключателя генератора, над выключателем зажигается теплый огонек индикатора работающего прибора.
‒ А насколько это утверждение справедливо, мы сегодня и проверим. Усаживайтесь поближе, чтобы каждому было видно и слышно, ‒ Васильич прислушался к одному из телефонов, чуть подкрутил ручку регулировки выходного напряжения.
В тот день на занятии радиокружка нас было всего четверо. Места у стола около генератора хватило всем.
Поочередно передавая друг другу головные телефоны мы прислушивались к доносящимся из капсюлей звукам.
20 герц. Низкое, пульсирующее, давящее на барабанные перепонки, гудение.
Васильич, крутя ручку верньера, постепенно повышал частоту, останавливаясь на отдельных отметках.
45 герц. Словно трещащий крыльями майский жук. Устав кружиться под ночным уличным фонарем шлепается он на асфальтовую дорожку и ползет по ней, среди лепестков цветущей вишни, сбитых недавней грозой.
50 герц. Так гудят трансформаторы в бытовых электроприборах. Или провода в высоковольтной линии электропередач над головой.
100 герц. Зеленые, синие, красные стрекозы носятся над прозрачной озерной водой. На мгновение замирают в воздухе. Иногда ненадолго усаживаются на листики камышей, складывают прозрачные крылья с прожилками, смотрят загадочно огромными фасетчатыми глазами и снова взмывают над головой, в высокое синее небо.
200 герц. Жаркий летний полдень. Во дворе у деда под виноградником прохладно. Легкий горный ветер шумит листьями тополей. А на самом солнцепеке, у сараев, гудит-летает одинокий черный шмель, что-то ищет среди старых досок и бревен, может место для гнезда, может личинок на обед, кто знает. Мы старались держаться от них подальше, опасались их больше желто-коричневых шершней, уж очень страшны они были даже с виду.
400 герц. Так гудят паровозы и электрички. Вспомнилась картинка из школьного учебника. Зима. Розовое закатное высокое небо. Чистый белый снег. Подмосковные дачи, усаженные елями. Стена леса на горизонте. Через лес убегает вдаль автомобильное шоссе. Впереди, по обочине дороги идут пешеходы, рядом, по накатанной дорожке спешит лыжница. А справа, по высокой железнодорожной насыпи проходит паровоз. Тащит за собой вагоны, дымит и гудит, предупреждая о своем приближении.
1000 герц. Кто не помнит писк телевизионной испытательной таблицы? И то, как будил он задремавшего телезрителя по окончании программы передач, заставляя встать и выключить телевизор.
5000 герц. Музыка, птичье пенье или ссора двух задиристых майнушек в ветвях деревьев над окном. Так мы называли майн ‒ индийских скворцов.
12000 герц. Слабеющий, удаляющийся, тонкий писк комара. Звук все менее слышен, но пока еще различим.
На частоте выше 13 килогерц Васильич забеспокоился. Сначала увеличил уровень выходного напряжения генератора, переключив на максимум. Звук стал громче, но Васильича это не устроило. Он стал внимательно вглядываться в каждого из нас.
‒ Вы слышите эти звуки? Правда слышите? А почему тогда их не слышу я?
Звук был на пороге слышимости, но мы продолжали его слышать.
‒ А я не слышу! Почему? Почему я не слышу? Может уже старый стал? Может барабанная перепонка уже отвердела и не воспринимает звук такой частоты? ‒ продолжал сокрушаться Васильич.
14000 герц. Ручка верньера продолжала медленно крутиться. Частота все увеличивалась. Громкость звука слабела, но он по прежнему был слышен, хоть и приходилось старательно вслушиваться.
‒ Ну хоть кто-нибудь! Вы, молодые! Неужели я один ничего не слышу? Ты точно это слышишь? И ты? И ты тоже? ‒ нам было жалко Васильича, но тонкий, еле слышимый писк по прежнему раздавался из капсюлей головных телефонов.
В районе 16000 герц эксперимент завершился. Скорее всего выше этой отметки. Мы еще немного поспорили, кто из нас еще способен различить самый высокий звук. Дальше мы не слышали уже ничего. Никто из нас. И сейчас уже не помню, на какой именно частоте перестал слышать звук я сам.
‒ Ну, что-же, ‒ сказал почему-то довольный Васильич, выключая генератор, ‒ итак, сегодня мы определились с понятием частоты, опробовали в работе генератор синусоидальных колебаний звуковой частоты и на практике проверили распространенное утверждение о диапазоне слышимости звуковых колебаний человеческим ухом.
Немного помолчав, он продолжил.
‒ Мальчики, а еще мне бы хотелось перед вами извиниться. Когда я говорил, что не слышу, я сказал неправду. Я тоже отчетливо слышал звуки данной частоты. Я прошу прощения у вас, мальчики.
И, видя наши недоуменные взгляды, кратко пояснил.
‒ Просто таким способом мне хотелось вас проверить.
За окнами шумел большой город, гудели машины, люди спешили по своим делам.
За оградой соседнего двора в саду в листве деревьев пели птицы.
Кончалось лето.
09.11.2019
С уважением, Ваш @mp42b.
P.S. Уважаемые читатели этой истории! Огромное спасибо Вам за напоминание в комментариях того факта, что по паспорту головные телефоны ТОН-2 рассчитаны на воспроизведение частот в диапазоне 300 герц - 3000 герц. Но уверяю Вас, что они также отчетливо звучат, начиная с частоты 1 Гц (в виде отдельных щелчков, не звука) и до частоты 10 кГц как минимум, а то и до 15-16 кГц (в виде еле слышимого тонкого комариного писка, просто громкость звука при этом очень сильно снижается и ее приходится дополнительно повышать). Паспортные же данные приведены для определенного (максимального) уровня звукового давления. Тем же, кто по-прежнему в этом сомневается предлагаю самому убедиться в этом на практике. Все, что Вам для этого понадобится - пара головных телефонов ТОН-2 и любой градуированный генератор звуковой частоты, хоть приборный, хоть программно-компьютерный.