Возможно, что многие или даже все приведенные причины влияют на звучание пламени, однако новейшие работы над родственными явлениями заставляют нас в большей мере, чем раньше, предполагать, что звуки пламени, подобно всем вообще звукам, возникающим при движении воздушных масс, происходят вследствие сопротивления, которое встречает газ, протекая мимо другого газа, или мимо твердых тел, — что они, следовательно, должны быть отнесены к разряду звуков от трения. Другими словами, поступающий в трубку воздушный ток приходит в колебания вследствие трения о края и стенки трубки, равно как о пламя и, в случае соответствия этих колебаний собственному тону трубки, они приобретают характер регулярного звука. Подобного рода объяснения были уже предложены в 60-х годах Тиндалем и Кундтом, а последний 7, в частности, показал, что подобные звуки от трения можно воспроизвести и на свободном пламени. Привлеченный случайным звучанием: широких пламен светильного газа, Кундт путем наблюдения установил, что два встречных тока воздуха, вытекающих из тонких заостренных трубок, дают легкие тоны, когда струи неодинаково интенсивны или же когда они направлены не прямо друг против друга, а несколько в сторону. Направленные таким же образом струи горящего светильного газа издавали более сильные звуки. Однако подобные тоны возникали и в том случае, когда одно из этих пламен заменялось струей атмосферного воздуха или угольной кислоты, и — что представлялось убедительнее всего — они были слышны и тогда, когда пламя направляли и просто на стену. Многочисленные, вызывавшие большой интерес работы о трении газов и жидкостей друг о друга, а также о твердые тела, естественно повлекли за собою дальнейшие исследования о звуках от трения. Во всех случаях, когда газ или жидкость движется мимо твердых тел или же, наоборот, твердые тела движутся в газах или жидкостях, должны, как при трении друг о друга твердых упругих тел, возникать шумы, и последние могут перейти в тоны, если движения достаточно правильны или если вблизи имеется тело, которое способно выделить эти тоны из шума путем резонанса. Первую большую работу о подобных тонах от трения опубликовал в 1878 г. В. Стругаль. Он укрепил на вертикальной оси друг над другом два передвижных горизонтальных плеча, между которыми можно было натягивать тела, исследуемые с точки зрения звуков от трения (металлические проволоки, стеклянные палочки, стеклянные трубки), и затем при помощи махового колеса приводил рукою ось в быстрое вращение. Эти опыты привели его к следующим законам: высота тона от трения не зависит ни от вещества, ни от степени натяжения, ни от длины проволоки; она прямо пропорциональна скорости ее движения и обратно пропорциональна ее толщине; с увеличением длины проволоки возрастает и сила звука. Если у тонких упругих проволок движение постепенно ускорять, то сила тона несколько раз нарастает до значительных максимумов, причем это случается всякий раз, когда тон от трения совпадает с собственным тоном (основным или обертоном) проволоки. Значит, при достаточной силе воздействия сама проволока приходит в звучание, когда колебания воздуха, вызванные трением, соответствуют ее тону. Однако тот факт, что при увеличении вращательной скорости тон от трения по своей высоте опережает тон продолжающей еще звучать струны, ясно свидетельствует о том, что тоны от трения существуют самостоятельно. Отсюда, конечно, следовало, что звуки эоловой арфы являются тонами от трения, или тонами струн, вызванными трением. Точно так же и звуки губных трубок Стругаль объясняет трением воздушного тока о губу инструмента. К этому мнению присоединился в своей «Акустике» 1883 г. и Мельде, который дальнейшими опытами тоже установил зависимость тонов губных трубок от тонов трения. Изменяя различным образом давление, а, следовательно, и скорость, с которой воздух входит в трубку, он пришел к следующему закону: в органной трубке может зазвучать обертон, когда он становится обертоном по отношению к тону от трения, получаемому от вдувания в трубку воздуха; сила тона данной трубки повышается тем больше, чем больше этот тон является тоном сильнейшего резонанса, т. е., когда последний звучит в унисон с тоном от трения. Тоны поющего волчка Мельде тоже объясняет тонами от трения, возникающими в отверстии волчка и усиливаемыми резонансом его полости. Но, во всяком случае, в губных инструментах следует различать тоны от трения двоякого происхождения: одни, соответствующие стругалевским тонам, возникающие на губе, и другие, возникающие на краях воздушной щели. Последние внимательно исследовал В. Кольрауш в 1881 г. При этом он пришел к выводам, вполне соответствующим положениям Стругаля, и на этом основании признал доказанным, что тоны от щели, подобно стругалевским тонам, возникают вследствие трения движущихся масс воздуха о соответствующие твердые тела или же о слои воздуха, приставшего к твердым телам. Аналогичным образом Э. Сорель объясняет замеченные путешественниками в пустынных местах звуки наполовину струнного, наполовину колокольного характера. Он полагает, что эти звуки представляют собою тоны от трения воздушных токов о выступы скал или гребни гор, усиливаемые долинами, как резонаторами.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «ЗВУКИ ОТ ТРЕНИЯ; ТОНЫ ОТ ЩЕЛИ» з дисципліни «Історія фізики»
