Многие физические эффекты очень интересны, даже несмотря на то, что толку от них вроде бы и нет. Точнее, именно потому, что они очень интересны, сразу же возникает желание придумать - где бы всё это можно был использовать, с какой целью, чтобы на благо и на пользу.
Классически пример - опыт с ТРУБОЙ РИЙКЕ. Он очень простой, и вы можете сами провести его у себя дома - если, конечно, руки у вас растут из правильного места и вы не боитесь сжечь свою квартиру, а заодно и несколько соседних, причинив людям ущерб в особо крупном размере, за что потом вам впаяют штраф, который вы не сможете выплатить в течение 30 лет, не говоря уже о безуспешном замаливании грехов и выпрашивании прощения.... В общем, вы меня поняли, я вас предупредил.
Берёте металлическую или стеклянную трубу, желательно, диаметром 5-6 см (хотя это не особо принципиально, просто так нагляднее и проще), помещаете внутрь металлическую сетку, через которую может свободно проходить воздух (лучше её разместить недалеко от одного из концов), а затем нагреваете её - в смысле, сетку. Можно для этого используют электричество, но можно и какую-нибудь горелку, даже просто миниатюрный факел. Нагреваете докрасна, чтоб металл сетки раскалился. Да, не забывайте, что стекло должно быть боросиликатное или кварцевое, чтобы не лопнуло от неравномерного нагрева.
А дальше самое интересное.
Если труба будет расположена горизонтально, ничего не произойдёт, грей не грей. А вот если повернуть её вертикально, вы тут же услышите, как внутри исходящее изнутри довольно громкое гудение. И оно точно так же возникнет, если труба будет изначально расположена вертикально.
Имея очумелые ручки и заряд энтузиазма, можно попробовать сделать это прямо сейчас, для этого понадобятся всё та же труба, металлическая губка для мытья посуды и портативная газовая горелка.
Разумеется, "в лабораторный условиях" всё выглядит куда более академично и возвышенно. Но суть остаётся неизменной.
Что же происходит? Оказывается, нагревание металлической сетки в пространстве трубы приводит превращению тепла в звук за счёт к возникновению самовозбуждающейся стоячей волны. То есть это один из примеров акустического резонанса.
Разумеется, звук будет исходить ровно до тех пор, пока металлическая сетка не остынет. Но если продолжать её нагревать, ТРУБА РИЙКЕ так и будет гудеть, пока ваши соседи не сойдут с ума и не начнут добить вам в дверь с угрозами расправы после чего вам придётся либо отключить подачу тепла на сетку, либо высокомерно и чисто по-физически послать соседей прямо через дверь, либо выйти и поговорить с ними, постаравшись привить любовь к науке с помощью кулаков - с последующими объяснениями в полиции, штрафом и/или сроком по статье 115 УК.
В общем, если вообразить себе систему, в которой металлическая сетка будет нагреваться за счёт "ненужной" теплоты, и так улетающей в атмосферу (например - в печной трубе), то вполне можно додуматься и до гуделки, сигнализирующей об этом факте всему миру. Чтобы знали, кто где затопил печь и вносит свой вклад в глобальное потепление.
С физической точки зрения важно напомнить, что звук возникает из-за стоячей волны, длина которой примерно в два раза превышает длину самой трубы, что даёт основную частоту. А вертикальное расположение принципиально важно по причине возникновения конвекционного потока, поднимающегося снизу вверх в результате нагревания сетки. На это движение накладывается движение, вызванное звуковой волной.
В принципе, там ещё есть ряд интересных особенностей, но у нас ведь тут, напомню, про эпонимы...
Петрус Леонард Рийке (11 июля 1812 - 7 апреля 1899) - голландский физик, профессор Лейденского университета, член Королевской Нидерландской академии искусств и наук.
Родился в Хеммене, провинция Гелдерланд, в семье пастора. Изучал физику в Лейденском университете, после чего защитил диссертацию на тему «О происхождении вольтовой электрической силы» и получил степень доктора философии.
Работал профессором физики в Королевском Атенеуме в Маастрихте, затем получил должность профессора физики в Лейденском университете, где основал физическую лабораторию с большой коллекцией научных инструментов. Кстати, уже знакомый вам Йоханнес Ван дер Ваальс был его учеником. А преемником на посту - Хайке Камерлинг-Оннес. Вот так всё взаимосвязано.
P.S. Существует и ОБРАТНЫЙ ЭФФЕКТ РИЙКЕ - когда звуковые волны возникаю при прохождении горячего воздуха через холодную сетку в трубе. И это тоже повод задуматься - а где можно применить такое интересное явление.
Вы можете поддержать канал, перечислив любую доступную вам сумму на кошелёк ЮMoney 4100 1102 6253 35 (или на карту Райффайзенбанка 2200 3005 3005 2776). И поучаствовать в создании книги по материалам этих статей. Заранее всем спасибо!
