Распространение звука в жидкостях, которое раньше считали невозможным ввиду недостаточной их упругости, Хладни считал вполне доказанным. Он обращает при этом внимание, что Нолле и Мушенбрек установили независимость распространения звука от заключающегося в воде воздуха, доказав это опытами. Однако измерение этой скорости не было предпринято ни им самим, ни его ближайшими преемниками. Скорость распространения звука в твердых телах впервые попытался определить в восьмидесятых годах XVIII века Вюнш. Он соединил 36 планок длиною по 24 фута каждая таким образом, что они составили катеты прямоугольного треугольника, гипотенуза которого оставалась открытой. Когда затем помощник ударял молотком по концу одного из катетов, то Вюнш на конце другого катета тотчас же слышал стук, передававшийся через дерево мгновенно, тогда как по воздуху звук доходил на 1/2 сек. позже. На основании этих опытов он пришел к выводу, что через твердые тела вообще звук передается мгновенно. Хладни в 1797 г. совершенно иным путем пришел к гораздо лучшему результату. Так как продольные колебания твердых тел должны происходить, во всяком случае, аналогично продольным колебаниям воздуха в открытых органных трубах, то для первых, подобно вторым, длина волны основного тона должна равняться удвоенной длине звучащего стержня. Таким образом, из наблюдаемой длины стержня получается длина волны, из высоты тона — число колебаний, а произведение этих двух величия должно дать скорость распространения звука в данном стержне. Этим путем Хланди получил для различных веществ следующие относительные числа скорости звука в них по отношению к скорости его в воздухе: олово 7,5; серебро 9; медь 12; железо 16,7; стекло 16,7; дуб 10,7; буковое дерево 12,5; липовое дерево 15; еловое дерево 16 и т. д. Эти числа очень близко подходят к новейшим данным, полученным путем непосредственного наблюдения. Если до сих пор в лице Хладни мы видели человека, который был исключительно счастлив по части открытий и был непогрешимым экспериментатором, то теперь нам остается указать на некоторые вопросы, при разрешении которых он не мог добиться полного успеха. По свидетельству Мунке Брайан Гиггинс впервые в 1777 г. наблюдал звуки водородного пламени в стеклянной трубке, но опубликовал свои исследования только в 1797 г. в журнале Никольсона, после того, как его уже успели опередить на этом пути Делюк в своих «Nouvelles idées de météorologie» (1787), Гермбштедт («Crell's chem. Ann.», 1793) и Тромсдорф («Erfurter Gelehrte Zeitung», 1794). Последний считал, что причину этих звуков невозможно вполне объяснить: они могут происходить вследствие того, что под влиянием пламени образуется вакуум, в который постоянно устремляется наружный воздух; причиной их могут служить также нагревание стекла изнутри горячим воздухом и охлаждение его снаружи окружающей атмосферой, вследствие чего и стенки трубки должны приходить в колебание. Граф Мусин-Пушкин полагал, что звучание в данном случае происходит от постоянных взрывов гремучего газа. Шерер присоединился к этому мнению с тем лишь отличием, что, по мнению Пушкина, от этих взрывов приходит в колебание один воздух, а, по мнению Шерера и стеклянная трубка. Хладни в 1795 г. 2 указал, что последнее мало вероятно, так как прикосновение к стеклу и даже обертывание последнего сукном не препятствуют образованию звуков; гораздо естественнее, по его мнению, допустить, что воздух в стеклянной трубке приводится притекающим снизу атмосферным воздухом в такие же продольные колебания, какие имеют место в органных трубах, и трубка должна при горении водородного пламени издавать тот же тон, как при вдувании в нее воздуха мехами. То обстоятельство, что пламя других газов не издает звуков, происходит вследствие недостаточного притока газа, а также вследствие менее равномерного горения. Авторитет Хладни на долгое время обеспечил этой гипотезе общее признание. Наравне с химической гармоникой, общий интерес возбуждало в этот период времени другое уже известное акустическое явление, а именно: гармоническое звучание натянутых струн при ветре, для которого были придуманы более причудливые объяснения, чем для первого. После того как около половины XVIII века шотландский музыкант Освальд натянул в гармоническом порядке несколько струн в длинном ящике с резонансом и при ветре стал получать при его помощи «разнообразие восхитительных тонов, превосходящее всякое описание», патер Вентан в м. Беркли близ Базеля случайно открыл, что и одна струна способна издавать различные тоны. У него во дворе зачем-то была подвешена длинная железная проволока, и он заметил, что когда последнюю натягивали параллельно полуденной линии, то при каждой перемене погоды она издавала различные звуки; если же ее натягивали по направлению с востока на запад, звуков не было. Медные проволоки не издавали звуков ни при каких условиях. Хладни отверг возможное в данном случае предположение о связи звуков воздушной арфы с магнетизмом проволоки и обратил внимание на то, что направление проволок с севера на юг объясняется, вероятно, местными условиями и преобладающим направлением ветра с запада на восток. Между тем, М. Юнг уже около двух десятилетий до того дал подробное и удовлетворительное объяснение этого музыкального инструмента. Исследуя последний, он снимал с него струны одну за другой и установил, что даже при наличии одной струны последняя издает гармонические звуки. Он доказал, кроме того, на опыте, что ветер составляет единственную причину колебания струн и разнообразия звуков. Дело в том, что удары ветра редко приходятся против самой середины струны арфы, а чаще всего против различных мест, причем струны делятся на несколько колеблющихся частей, и наряду с основным тоном, бывают слышны и обертоны. Это объяснение, к которому присоединялся и Хладни, не могло быть оценено по достоинству в то время, так как сущность обертонов (или побочных тонов, как их тогда называли) не была еще тогда выяснена.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «СКОРОСТЬ ЗВУКА В ЖИДКОСТЯХ И ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ» з дисципліни «Історія фізики»
