В школе нас учили, что звук – это механическая волна, а свет – электромагнитная, и они никак не связаны. Но есть один интересный эксперимент, с помощью которого их можно подружить.
Нужно взять круглую колбу, заполненную водой. Дальше надо расположить с двух сторон виброколонки, звук на которые подается с генератора звука. Затем их следует включить.
В какой-то момент в колбе появится вспышка. Это произойдет за счет соприкосновения звуковых волн, вызвав резкий скачок давления. Но при их пересечении случится резкое падение.
В этот момент внутри воды возникнет гравитационный пузырь. Другими словами, энергия колебаний превратится в электромагнитную волну – и это будет свет.
А почему вертолет такой громкий? Зачем соседи ночами катают по полу шары? Отчего поет самовар? Подробнее – в программе "Знаете ли вы, что?" с ведущим Алексеем Иванченко на РЕН ТВ.
Слушать музыку громче 120 децибел опасно для здоровья
В одном километре железнодорожных путей две тысячи шпал, и они, как правило, железобетонные. Срок их службы – минимум полвека. Но вот вопрос: почему тогда такие надежные и долговечные шпалы из стали и бетона не укладывают в подземке?
Зачем метростроевцы делают ставку на дерево, которое через 10-20 лет гарантированно сгниет? Потому что они жалеют уши пассажиров.
"Если я возьму железобетонную шпалу и ударю молоточком, мы услышим яркий звук. Если я возьму деревянную шпалу и ударю примерно с той же силой, мы услышим более глухой звук. Это следствие того, что дерево – пластичный материал, и он гасит звуковую волну, которая проходит внутри деревянной шпалы", – рассказала физик Елизавета Волкова.
Вагон метро шумит с громкостью до 100 децибел. Чтобы заглушить его монотонный грохот, пассажиры обычно надевают наушники и включают музыку на полную.
А зря, потому что мелодии и ритмы современной эстрады, которые с огромной силой давят на уши, могут всего за одну поездку покалечить барабанные перепонки.
"Прослушивание музыки громкостью 120 дБ в течение 5 минут считается безопасным. Далее идет необратимое изменение в ухе, то есть гибель волосковых клеток, а также повреждения проводящих путей слуховой системы", – отметила сурдолог Наталья Константинова.
Как работают шумоподавляющие наушники пилотов
Впрочем, есть такие наушники, в которых даже тихая музыка не забивается грохотом стальных колес. Внутри них спрятан микрофон и процессор, который анализирует частоту и амплитуду шума и генерирует зеркальную звуковую волну. Эта волна при столкновении, например, с гулом метро дает тишину, в которой музыку хорошо слышно. Разговоры соседей, впрочем, тоже.
"В наушниках с шумоподавлением удаляются шумы абсолютно не все. В наушниках нет полной изоляции. В основном подавляются низкочастотные шумы, шум мотора движущегося транспорта. А речь, высокие звуки, они все-таки слышны", – подметила сурдолог Константинова.
Наушники с активным шумоподавлением могут спасти уши от завываний соседской автосигнализации или визга газонокосилки. Но вряд ли они смогут уберечь от рева вертолета.
Вот почему пилоты и бортмеханики винтокрылых машин используют массивные наушники с пассивным шумоподавлением. В таких наушниках умных процессоров нет. Зато есть пористый материал, который эффективно гасит шум.
Все не так, как вы думаете: почему шумит вертолет
А теперь ответим на вопрос, которым задавался любой человек, хоть раз в жизни летавший вертолетом: почему он такой громкий? Отвечаем: потому что его лопасти имеют очень большую площадь. И с очень большой скоростью трутся о воздух.
"Труба имеет большую площадь соприкосновения с воздухом, поэтому она может толкать сразу много молекул, мы слышим очень значительный шум. Следующий прибор – это шнур, площадь там меньше. Соответственно, звук у нас получается тише", – подчеркнул физик Серафим Щеглов.
Это объясняет, почему вертолет так сильно шумит. Но не дает ответа на вопрос, почему винтокрылая машина в полете издает прерывистый звук, похожий на череду хлопков.
Многие думают, что так работает выхлопная система геликоптера. Но на самом деле источник этого звука – все те же лопасти, каждая из которых шумит по-своему. Но когда эти шумы накладываются друг на друга, возникает тот самый грохот.
"Каждая лопасть создает свой воздушный поток. Когда соседние лопасти вмешиваются в воздушный поток, созданный предыдущей, да, у нас, меняется звук, поэтому мы слышим его именно таким стрекочущим", – указал Щеглов.
Не соседи катают ночью по полу шары, а сами стены шумят
Звуками соседского ремонта "наслаждается" весь подъезд, а то и весь дом. Причем этот шум одинаково хорошо слышен и на первом, и на последнем этаже. Потому что перфоратор, который вгрызается в бетон, производит так называемый ударный шум.
Он распространятся не по воздуху, а через стены, пол и потолок. Бороться с ним бесполезно, как бесполезно бороться и с шумом, который издают ночами сами стены.
"Темной-темной ночью в высокой-высокой многоэтажке злые-злые соседи катали по полу стальные шары, чтобы соседям снизу не было скучно. Хотя, если честно, никаких стальных шаров у соседей сверху нету. Я вам больше скажу, они тоже слышат этот звук и думают, что тишину нарушают те, кто живет еще выше. А на самом деле во всем виноват бетон. Тот бетон, из которого построен ваш дом. Точнее, виноваты температурные перепады и линейное расширение" , – поделился ведущий программы Алексей Иванченко.
Когда дом нагревается днем, бетон и арматура в доме расширяются. А когда приходит ночь, они остывают.
Но линейное расширение у арматуры и бетона разные. Бетон расширяется и сжимается быстрее и натягивает арматуру, как струну, и мы слышим странный звук катящегося шара.
Звук закипающего самовара приятнее, чем у чайника, но почему?
Любой чайник при закипании производит однотипный, но приятный звук громкостью в шестьдесят децибел, который всем хорошо знаком. Рождается он благодаря так называемым кавитационным карманам или, проще говоря, пузырькам пара, которые взрываются, вырываясь на поверхность воды.
Те же процессы протекают и в чреве закипающего самовара. Но, в отличие от чайника, он всегда бурчит тише и как-то благородней. А знаете почему?
"Вода в самоваре прогревается неравномерно. Сначала прогревается нижняя часть, затем верхняя. Пузырьки медленно поднимаются и схлопываются. Поэтому создается очень приятный шум", – отметила владелица самовара Олеся Пличко.
Вот еще один вопрос, который требует немедленного ответа: почему одни самовары, перед тем как забурлить, шумят, а другие – пищат, как комар?
Виновата в этом физика. А точнее, теплопроводность металлов, из которых сделан водогрейный сосуд.
"Металлы, которые обладают очень высокой теплопроводностью, которые более равномерно прогреваются, поют меньше, медный самовар будет петь меньше жестяного, потому что железо чуть худшей, скажем так, обладает теплопроводностью, чем медь, и поэтому, изгибаясь вследствие неравномерности прогрева, металл будет издавать больше звуков", – рассказал физик Антон Рыженков.
Принцип работы белого шума
Говорят, ребенок в материнской утробе хорошо слышит все, что происходит вокруг, и даже узнает голос матери. Поэтому еще не родившихся детей принято развлекать авторскими песнями и умными беседами.
Вот только вряд ли они их расслышат. Потому что внутри живота мамы ток крови, стук сердца и голоса людей сливаются в так называемый белый шум. То есть монотонный звуковой фон, который работает как колыбельная.
"Что такое белый шум? Звучит он как набор звуков всех диапазонов: высокий, низкий, средний одновременно. Если разложить этот шум на составные части, то получится какофония – набор немузыкальных звуков. Если же их смешать в один, то будет как раз эйфония или просто белый шум", – сообщил ведущий программы Алексей Иванченко.
Самое громкое животное на планете – кашалот
Пение дроздов – это очень красиво. Вот только красота эта, как правило, краденая. Дрозды перепевают удачные фрагменты песен своих же сородичей, чтобы обойти конкурента и привлечь партнера.
Или имитируют голоса других птиц, чтобы отпугивать врагов – нагло и неприкрыто занимаются плагиатом. То же самое вытворяют белки.
"Белка может издавать отпугивающие звуки, похожие даже на лай маленькой собаки или на рычание, имитируя таким образом поведение крупного зверя. А некоторые белки даже могут петь", – подчеркнул парковый инспектор Павел Дударев.
Отблагодарить белку за концерт человеку будет непросто. Потому что на контакт с двуногими эти пушистые зверьки идут неохотно. Но опытные белководы уверяют: есть звук, который гарантированно заставит лесного грызуна пойти на сближение.
"Подозвать белку при помощи соударения ореха в руке – это вполне возможно. Белка заметит орешки в руке, заинтересуется ими, и нужно положить орех в кормушку, и белочка непременно за ним спустится", – посоветовал Дударев.
А кашалот, например, характерными щелчками приманивает сородичей и отпугивает остальных морских обитателей. Громкость этих щелчков достигает 230 децибел. Для сравнения: реактивный самолет на на взлете выдает всего 140 децибел.
При этом голосовых связок у самого громкого животного на планете нет. Но чем же он тогда щелкает? Особыми складками в носоглотке – звуковыми губами.
Эти губы никакого вреда рыбам в море причинить не могут. Потому что звуки, которые они издают, гасит вода.
Но если рядом со щелкающим кашалотом окажется человек, он мгновенно оглохнет. Отсюда правило: никогда не заплывайте за буйки и не разговаривайте с незнакомыми кашалотами.
Еще больше интересного от РЕН ТВ – в канале "Рен. Знание" мессенджера MAX