В некоторых старых фильмах есть стандартная сцена: мальчик (почему-то именно мальчик, а не девочка) идёт вдоль забора, выполненного из вертикальных металлических прутьев или тонких штакетин, и касается их палкой. В результате получается звук, способный вывести из себя любого дворника, а уже хозяина того участка, который за забором - и подавно.
Но вот же что интересно... Высота извлекаемых звуков находится в прямой зависимости от скорости, с которой двигается мальчик с палкой.
Этот факт отмечали очень многие, но лишь единицы пошли дальше.
В частости, английский физик-энциклопедист Роберт Гук решил: а что если создать устройство, которое бы моделировало данный процесс, но так, чтобы не надо было никуда бежать и ни по чему не ударять палкой? При этом звуки издавал не сам забор, а вот эта "палка", точнее, тело, специально для этого приспособленное?
Он создал механизм в виде посаженного на ось зубчатого латунного колеса, при вращении которого металлические пластины цеплялись за зубцы и вибрировали, издавая звуки. Меняя скорость вращения, можно было добиться звуковых волн заданной частоты.
С помощью этого устройства Гук в 1681 году, выступая перед Королевским обществом, доказал, что высота звука и частота взаимосвязаны.
Рассказывают, что он давно интересовался музыкальными вибрациями, и даже в 1666 году хвастал, что может определить скорость взмахов крыльев мухи по издаваемому ими звуку. А потом, создав то самое устройство, устанавливал разные колеса на одной оси и мог проверить соотношения частот для музыкальных интервалов.
Но далее другой физик - француз Феликс Савар разработал похожий механизм, который, в полном соответствии с ЗАКОНОМ СТИГЛЕРА, вошёл в учебники под названием КОЛЕСА САВАРА. Почему-то эпоним КОЛЕСО ГУКА не прижился, хотя именно англичанин внёс главный вклад в его создание.
В 1830 году Савар занялся изучением человеческого слуха с точки зрения физики. Он вспомнил про изобретение Гука и воспроизвёл его, немного видоизменив. В его версии большие латунные колеса шириной 82 см с 720 мелкими зубцами могли вращаться настолько быстро, что позволяли генерировать частоты до 24 кГц - заметно выше порога, который способно улавливать ухо среднестатистического француза.
КОЛЕСО САВАРА, наверное, потому и запомнилось людям, что стало первым в истории искусственным ультразвуковым генератором (напомню, СВИСТОК ГАЛЬТОНА был изобретён лишь в 1883 году). Сам изобретатель (или, как бы сегодня сказали злые люди - "плагиатор") использовал его в физиологических и психологических исследованиях восприятия времени. Ему, а позже и другим учёным, было интересно, в какой момент череда непрерывных щелчков превратится к сплошной и монотонный гул. Оказалось, человека способен различать последовательные щелчки колеса с интервалом всего в 2 миллисекунды (1/500 секунды).
В более поздних версиях в КОЛЕСЕ САВАРА используется уже не принцип трещотки, когда зубчик задевает за планку, заставляя её трепетать, а принцип пневматической вибрации - когда колесо приводится в движение с помощью воздушного шланга, дующего на зубцы (высота звука меняется в зависимости от силы воздушного потока).
А ещё принцип КОЛЕСА САВАРА в 1894 году французский инженер-электрик Гюстав Труве решил использовать при создании клавишного инструмента. Он поместил туда целых 88 колёс разного диаметра, что позволило с помощью фортепианной клавиатуры играть гармонические аккорды и создавать динамические эффекты.
Феликс Савар (30 июня 1791 -16 марта 1841) - французский физик, математик.
Родился в Мезьере, коммуна на севере Франции в департаменте Арденны, в семье инженера из военного училища в Меце. Изучал медицину в военном госпитале, затем в Страсбургском университете.
Став доктором медицины, он работал в Коллеж де Франс вместе с Жаном-Батистом Био, вместе с которым вывел ЗАКОН БИО - САВАРА (он определяет напряжённость магнитного поля, создаваемого постоянным электрическим током).
Как физик-профессионал Савар специализировался на акустике. И созданное им колесо было призвано вывести его исследования на новый уровень. Что и произошло.
P.S. Тут ещё раз уместно вспомнить ЗАКОН СТИГЛЕРА, поскольку в честь Феликса Савара названа единица измерения музыкальных интервалов - САВАР. Но это несправедливо, ибо на самом деле её следовало бы назвать в честь французского математика и физика Жозефа Совёра, который был гораздо глубже погружён в тему.