- Это же настоящее чудо!
- Какое чудо? Самая обыкновенная физика!
- И все-таки, представляешь, - простая нитка для шитья пронзает пространство, наполненное светом и воздухом, улавливает колебания мельчайших частиц, сама входит в резонанс с этими колебаниями, и в результате из стаканчика доносятся "привет" и другие приятные слова.
Вот, как устроен примитивный телефон Гука.
- Однако, другие подобные устройства типа микрофона, наушников мы чудом не считаем, а прапрадедушка этих аппаратов, не имеющий в своем устройстве ни одной микросхемы, воспринимается как чудо! Почему?
- Как ты не понимаешь - здесь ты пальцами можем почувствовать звуковую волну, прямо-таки, за хвост её поймать.
- О, да это точно будет интересно моим юным физикам. Попробуем-ка на уроке поймать звук за хвост!
Ребятам нравится самим готовить оборудование для работы с помощью подручных средств: прокалывают донышко стаканчика острой частью циркуля, вставляют в отверстие нить и закрепляют её, привязав к спичке. В результате, нить (5 метров) на каждом конце имеет приёмно-передаточное устройство и превращается в телефон
Придумал такое устройство британский физик и эрудит Роберт Гук ещё в 1664 году. Тот самый Гук, который первым увидел растительную клетку, посмотрев в микроскоп, им же усовершенствованный.
И вот, приступаем к опытам. В школьном коридоре растягивается нить, и испытатель N1 говорит фразу тихим голосом мимо приёмного устройства. Слышимость (качество звука) оценивает по 5-бальной системе испытатель N2, принимающий звук. Если он ничего не слышит - 0 баллов. Затем та же фраза и с той же громкостью произносится прямо в стаканчик. Испытатель N1 – слышит фразу (2-5 баллов). Все, проходящие по коридору присоединяются к нашим испытаниям и очень удивляются, когда слышат в простом стаканчике для воды довольно громкий голос.
Звук - это механическая волна или колебание частиц в какой-либо среде. В вакууме такая волна вообще распространяться не может. Космос - беззвучен абсолютно, в отличие от нашей нити, которая явно плотнее воздуха, а чем плотнее среда, тем больше скорость звука. Звук распространяется направленно, не выходя за пределы нити.
Принцип действия «телефона» заключается в том, что стаканчик усиливает звук нашего голоса за счет резонансных явлений. Усиленные колебания стаканчика преобразуются в механические колебания нити и передаются по ней на приемный стаканчик, здесь вибрации порождают звуковые волны и мы слышим голос передающего. Так объясняется наблюдаемый парадокс: звук голоса передается быстрее по нити, меньше потерь и искажений, чем в воздухе – звук более громкий.
Нить во время эксперимента должна быть натянута и ничего не касаться. Опыты показали, что материал стаканчиков (пластик, бумага, металл) мало влияет на громкость звука, а вот плотность нити и её толщина влияет существенно. К примеру шерсть хуже проводит звук, чем капрон и х/б.
Кукарекающий стакан.
В этом эксперименте в звук преобразуются непосредственно колебания нити. Оборудование как и в первом эксперименте, только берём один стаканчик и нить (50-60 см.) вставляем с внутренней стороны. Располагаем устройство вертикально, проводим влажной салфеткой рывками по нити сверху вниз и «наслаждаемся» пением петуха.
Этот опыт потребует от вас некоторой сноровки, Когда влажная салфетка скользит по нитке, она создает вибрации, которые поднимаются вверх, достигая донышка стаканчика, и весь стакан начинает колебаться. Как и в предыдущем опыте колебания передаются воздуху внутри стаканчика. Форма стаканчика усиливает звук, и мы слышим довольно громкое «кукарекание».