Категория: Блог: Записи 2011 | Добавил: TSurfer
| Автор:  
Блог TSurfer 16 апреля 2011: Семь путей понимания мира. Слух. Слух, одно из чувств, на которое опирается человек в своей жизни. Потеряв зрение, самое важное чувство восприятия, главным чувством становится слух. Нередко встречаются одаренные люди с великолепным слухом, но не видящие окружающий мир. Именно слух позволяет им ориентироваться в пространстве. Во многих единоборствах слух служит ключевым элементом в восприятии окружающего мира. Иными словами - зрение проще обмануть чем слух. Тем не менее, мы встречаем звуковые иллюзии почти ежедневно. Опыт 1: "Я слышу громкий хруст, но остальные его не слышат". Этот опыт может провести каждый. Достаточно иметь сухарь. Когда вы начинаете его грызть вы слышите оглушительный шум. В тоже время, если перед вами сидит человек и грызет сухарь, то никакого сильного шума нет. Из этого следует, что шум который существует для вас в виде громкого хруста, не существует для человека сидящего рядом - он его не слышит. Почему это происходит? Дело в том, что кости, как и любые твердые объекты при столкновении со звуком проводят его. Таким образом, звук взаимодействует с нашими костями и находясь в упругой, закрытой среде увеличивается - доходя до нашего слуха. При этом, звук доносящийся снаружи имеет более плотную среду, и чем дальше расстояние - тем тише он будет. А поскольку звук, как хруст сухаря существует в замкнутой среде, то до нас он едва доносится или не доносится вообще. Этим же можно объяснить и многие другие звуковые эффекты в замкнутой и открытой среде. Все мы прекрасно знаем, что чем меньше помещение и чем толще стены, тем звуки внутри этого помещения будут отчетливее и громче. Опыт 2: "Где стрекочет кузнечик" Дабы не пересказывать своими словами то, что уже было написано, я процитирую отрывок из хорошей статьи про слуховые обманы. Очень часто мы ошибочно определяем не расстояние, а направление, в каком находится звучащий предмет.
Уши наши довольно хорошо различают, раздался ли звук выстрела справа или слева от нас.
Но они зачастую бессильны определить положение источника звука, если он находится прямо впереди или позади нас: выстрел, произведенный впереди, нередко слышится как донесшийся сзади.
Мы способны в таких случаях отличать лишь — по силе звука — отдаленный выстрел от близкого.
Вот опыт, который может нас многому научить. Посадите кого-нибудь посреди комнаты с завязанными глазами и попросите его сидеть спокойно, не поворачивая головы, Затем,, взяв в руки две монеты, ударяйте ими одну о другую, оставаясь все время в той отвесной плоскости, которая рассекает голову вашего гостя пополам, между его глазами. Пусть испытуемый попробует угадать место, где щелкнули монеты. Результат получается прямо невероятный: звук произведен в одном углу комнаты, а испытуемый указывает на совершенно противоположную точку!
Если вы отойдете от упомянутой плоскости симметрии головы в сторону, ошибки будут уже не так грубы. Это и понятно: теперь звук в ближайшем ухе вашего гостя слышен немного раньше и громче; благодаря этому испытуемый может определить, откуда исходит звук.
Этот опыт объ ясняет, между прочим, почему так трудно заметить стрекочущего в траве кузнечика. Резкий звук раздается в двух шагах от вас, справа от дорожки. Вы смотрите туда, но ничего не видите; звук доносится уже слева. Поворачиваете голову туд а, но звук уже до носится из какого-нибудь третьего места. Чем быстрее поворачиваетесь вы в сторону стрекочущего звука, тем проворнее совершаются эти прыжки невидимого музыканта. На самом деле, однако, насекомое сидит на одном месте; его изумительные прыжки — плод вашего воображения, следствие обм ана слуха. Ошибка ваша в том, что вы поворачиваете голову, по мещ ая ее при этом как раз так, что кузнечик находится в плоскости симметрии вашей го ловы. При этом условии, как мы зн аем, легко ошибиться в направлении звука: стрекотание кузнечика раздается впереди вас, но вы по ошибке относите его в противоположную сторону.
Отсюда практический вывод: если хотите определить, откуда доносится звук кузнечика, пение кукушки и тому подобные отдаленные звуки, не поворачивайте лица на звук, а, напротив, отворачивайте его в сторону. Впрочем, мы это и делаем, когда, как говорится, «настораживаемся».
Эхо со дна моря
Долгое время человек не извлекал из эхо никакой пользы, пока не придуман был способ измерять с помощью его глубину морей и океанов. Изобретение это зародилось случайно. В 1912 г . затонул почти со всеми пассажирами огромный океанский пароход «Титаник»,— затонул от случайного столкновения с большой льдиной. Чтобы предупредить подобные катастрофы, пытались в туман или в ночное время пользоваться эхом для обнаружения присутствия ледяной преграды впереди судна. Способ на практике себя не оправдал, "зато натолкнул на другую мысль: измерять глубину морей с помощью отражения звука от морского дна. Мысль оказалась очень удачной. 
На рис. вы видите схему установки. У одного борта корабля помещается в трюме, близ днища, патрон, порождающий при зажигании резкий звук. Звуковые волны несутся сквозь водную толщу, достигают дна моря, отражаются и бегут обратно, неся с собой эхо. Оно улавливается чувствительным прибором, установленным, как и патрон, у днища корабля. Точные часы измеряют промежуток времени между возникновением звука и приходом эхо. Зная скорость звука в воде, легко вычислить расстояние до отражающей преграды, т. о. определить глубину моря или океана.
Эхолот, как назвали эту установку, совершил настоящий переворот в практике измерения морских глубин. Пользование глубомерами прежних систем возможно было лишь с неподвижного судна и требовало много времени. Лотлинь приходится спускать с колеса, на котором он намотан, довольно медленно ( 150 м в минуту); почти так же медленно производится и обратный подъем. Измерение глубины в 3 км этим способом отнимает 3/4 часа. С помощью эхолота то же измерение можно произвести в несколько секунд, на полном ходу корабля, получая при этом результат, несравненно более надежный и точный. Ошибка в этих измерениях не превосходит четверти метра (для чего промежутки времени определяются с точностью до 3000-й доли секунды).
Если точное измерение больших глубин имеет важное значение для науки океанографии, то возможность быстро, надежно и точно определять глубину в мелких местах является существенным подспорьем в мореплавании, обеспечивая его безопасность: благодаря эхолоту судно может смело и быстрым ходом приближаться к берегу.
В современных эхолотах применяются не обычные звуки, а чрезвычайно интенсивные «ультразвуки», неслышимые человеческим ухом, с частотой порядка нескольких миллионов колебаний в секунду. Такие звуки создаются колебаниями кварцевой пластинки (пьезокварца), помещенной в быстропеременное электрическое поле.
Звуковые зеркала
Стена леса, высокий забор, строение, гора — всякая вообще преграда, отражающая эхо, есть не что иное, как зеркало для звука; она отражает звук так же, как плоское зеркало отражает свет.
Звуковые зеркала бывают не только плоские, но и кривые. Вогнутое звуковое зеркало действует как рефлектор: сосредоточивает «звуковые лучи» в своем фокусе.
Две глубокие тарелки дают возможность проделать любопытный опыт этого рода. Поставьте одну тарелку на стол и в нескольких сантиметрах от ее дна держите карманные часы. Другую тарелку держите у головы, близ уха, как изображено на рис. 151, Если положение часов, уха и тарелок найдено правильно (это удается после ряда проб), вы услышите тиканье часов, словно исходящее от той тарелки, которую вы держите у головы. Иллюзия усиливается, если закрыть глаза: тогда положительно нельзя определить по слуху, в какой руке часы — в правой или в левой. 
Строители средневековых замков нередко создавали такие звуковые курьезы, помещая бюсты либо в фокусе вогнутого звукового зеркала, либо у конца говорной трубы, искусно скрытой в стене. На рис. 152, заимствованном из старинной книги XVI века, можно видеть эти хитроумные приспособления: потолок в форме свода направляет к губам бюста звуки, приносимые извне говорной трубой; огромные говорные трубы, замурованные в здании, приносят разнообразные звуки со двора к каменным бюстам, размещенным у стен одной из зал, и т. п. Посетителю такой галереи казалось, что мраморные бюсты шепчут, напевают и т. п.
Как разыскивать эхо?
Никто его не видывал,
А слышать — всякий слыхивал,
Без тела, а живет оно,
Без языка — кричит.
Некрасов
Среди рассказов американского юмориста Марка Твена есть смешная выдумка о злоключениях коллекционера, возымевшего мысль составить себе коллекцию... чего бы вы думали? Эхо! Чудак неутомимо скупал все те участки земли, где воспроизводились многократные или чем-либо иным замечательные эхо.
Прежде всего, он купил эхо в штате Георгия, которое повторяло четыре раза, потом шестикратное в Мериленде, затем 13-кратное в Мэне. Следующей покупкой было 9-кратное эхо в Канзасе, дальнейшей — 12-кратное в Тенесси, дешево приобретенное, потому что нуждалось в ремонте: часть утеса обвалилась. Он думал, что его можно починить достройкой; но архитектор, который взялся за это дело, никогда еще не страивал эхо и потому испортил его в конец,— после обработки оно могло годиться разве лишь для приюта глухонемых...»
Это, конечно, шутка; однако замечательные многократные эхо существуют в различных, преимущественно горных, местностях земного шара, и некоторые издавна приобрели всесветную известность.
Перечислим несколько знаменитых эхо. В замке Вудсток в Англии эхо отчетливо повторяет ,17 слогов.
Развалины замка Деренбург возле Гальберштадта давали 27-сложное эхо, которое, однако, умолкло с тех пор, как одна стена была взорвана. Скалы, раскинутые в форме круга возле Адерсбаха в Чехословакии, повторяют* в определенном месте, троекратно 7 слогов; нов нескольких шагах от этой точки даже звук выстрела не дает никакого эхо. Весьма многократное эхо наблюдалось в одном (ныне несуществующем) замке близ Милана: выстрел, произведенный из окна флигеля, повторялся эхом 40—50 раз, а громкое слово — раз 30.
Не так просто отыскать место, где эхо отчетливо слышно и один раз. У нас в Сощзе, впрочем, найти подобные места сравнительно легко. Есть много равнин, окруженных лесами, много полян в лесах; стоит громко крикнуть на такой поляне, чтобы от стены леса донеслось более или менее отчетливое эхо.
В горах эхо бывает разнообразнее, чем на равнинах, зато встречается гораздо реже. Услышать эхо в горной местности труднее, чем на окаймленной лесом равнине.
Вы сейчас поймете, почему это происходит. Эхо — не что иное, как возвращение звуковых волн, отразившихся от какого-либо препятствия; как и при отражении света, угол падения «звукового луча» равняется углу его отражения. (Звуковой луч — направление, но которому бегут звуковые волны).
Теперь вообразите, что вы находитесь у подножия горы, а препятствие, которое должно отразить звук, помещается выше вас, например в АВ. Легко видеть, что звуковые волны, распространяющиеся по линиям Са, СЬ, С c , отразившись, не достигнут вашего уха, а рассеются в пространстве по направлениям аа, bb, cc .
Другое дело, если вы поместитесь на уровне препятствия или даже чуть выше него. Звук, идущий вниз по направлениям Са, C b, возвратится к вам по ломаным линиям C ааС или С bb С, отразившись от почвы один или два раза. Углубление почвы между обоими пунктами еще более способствует отчетливости эхо, действуя как вогнутое зеркало. Напротив, если почва между точками С и В выпукла, эхо будет слабое и даже совсем не достигнет вашего уха: такая поверхность рассеивает лучи звука, как выпуклое зеркало.
Разыскивание эхо на неровной местности требует известной сноровки. Даже найдя благоприятное место, надо еще уметь эхо вызвать. Прежде всего, не следует помещаться чересчур близко к препятствию: надо, чтобы звук прошел достаточно длинный путь, иначе эхо вернется слишком рано и сольется с самим звуком. Зная, что звук проходит 340 м в секунду, легко понять, что, поместившись на расстоянии 85 м от препятствия, мы должны услышать эхо через полсекунды после звука.
Хотя эхо родит «на всякий звук свой отклик в воздухе пустом», но не на все звуки откликается оно одинаково отчетливо. Эхо не одинаково, «ревет ли зверь в лесу глухом, трубит ли рог, гремит ли гром, поет ли дева за холмом». Чем резче, отрывистее звук, тем эхо отчетливее. Лучше всего вызвать эхо хлопаньем в ладоши. Звук человеческого голоса для этого менее пригоден, особенно голос мужчины; высокие тона женских и детских голосов дают более отчетливое эхо.
Продолжение следует...
Автор текста косого шрифта, отрывки из "библии начинающего физика" - книги "Занимательная физика" Я.И.Перельмана - Dmitry
Полная статья про слуховые обманы.
|
