Опыт 18.
«Резонанс камертонов»
Опыт 1. Поставим рядом два одинаковых камертона, обратив отверстия ящиков, на которых они укреплены, навстречу друг к другу (рис. 1).
Проблема. Если стукнуть резиновым молоточком по левому камертону, то правый камертон тоже будет звучать. Почему ?
Ответ. Рассмотрим левый камертон. Он установлен на ящик, в котором находится воздух. Если стукнуть резиновым молоточком по левому камертону, то он начнет колебаться. Эти колебания передаются по ножке камертона воздуху, находящемуся внутри ящика, на котором стоит камертон. Воздух внутри ящика начинает колебаться. Чтобы амплитуда колебаний воздуха была максимальной, необходима чтобы частота его колебаний равнялась частоте колебаний камертона. С этой целью длину ящика делает равно четверти длины звуковой волны камертона.
Звуковые колебания воздуха выходят из отверстия в ящике и доходят до ящика, на котором установлен второй камертон. Так как длина ящика для второго камертона также равна четверти длины волны, излучаемой левым камертоном, то в правом ящике возникают резонансные колебания воздуха с большой амплитудой. Эти колебания передаются правому камертону и, так как его собственная частота колебаний равна частоте колебаний левого камертона – он начинает колебаться со сравнительно большой амплитудой.
.
Рис.1.
Ударим резиновым молоточком по левому камертону, и затем приглушим его пальцами. Мы услышим, как звучит правый камертон благодаря акустическому резонансу.
Если возьмем два разных камертона, т. е. с различной высотой тона, то второй камертон звучать не будет. Теперь каждый из камертонов уже не будет откликаться на звук другого камертона, так как не будет резонанса.
Опыт 2. Если мы ударим резиновым молоточком по левому камертону, и затем приглушим его пальцами мы услышим, как звучит правый камертон ?
Проблема. Почему ?
Ответ. Второй камертон будет звучать благодаря явлению акустического резонанса. Если стукнуть резиновым молоточком по левому камертону, то его ножки начнут колебаться. Эти колебания предаются воздуху, находящемуся внутри ящика, на котором стоит камертон. Воздух внутри ящика начинает колебаться. Звуковые колебания воздуха выходят из отверстия в ящике и доходят до ящика, на котором установлен второй камертон. Эти колебания передаются правому камертону и, так как его собственная частот колебаний равна частоте колебаний левого камертона то возникает резонанс – и он начинает колебаться со сравнительно большой амплитудой.
Опыт 3. Если на одну ножку правого камертона наклеить кусок пластилина, то при возбуждении левого камертона правый камертон звучать не будет.
Проблема. Почему ?
Ответ. Частота колебаний правого камертона будет отличаться от частоты левого камертона и поэтому явления резонанса не будет.