Результаты усиленного внимания, оказанного Гельмгольцем сложению музыкальных тонов, а вместе с тем и сложению колебаний и волновых движений, скоро проявились в быстром конструировании и усовершенствовании приборов, предназначенных для разложения сложных звуков, причем, идя навстречу требованиям времени, при этом стремились также и к объективному наглядному изображению этих явлений. Прежде, когда речь шла, главным образом, о том, чтобы облегчить понимание волнообразного движения, строились приборы, показывавшие наглядно процессы колебания и распространения волн, а также их сложение. Так, И. Г. Мюллер в 1846 г. применял стробоскопический диск, или «колесо жизни», для демонстрирования колебательных и волновых движений с помощью специально для этой цели нарисованных шаблонов. Около того же времени Уитстон построил волновую машину, открывшую собою серию приборов, в которых ряд иголок или маятников с блестящими головками принимал форму определенной волны путем перемещения под ними или путем наложения на них моделей волн. Из чисто последних особенно был известен усовершенствованный прибор Фесселя; после этого подобные машины, с различными усовершенствованиями для наглядного изображения или даже для создания новых комбинаций волн, продолжали конструироваться вплоть до новейшего времени. Но наряду с устройством подобных волновых моделей усердно занялись устройством и таких приборов, которые давали бы возможность непосредственно наблюдать отдельные колебания и их составные элементы, достигая при этом возможно большей точности. С целью изучения колебаний струн Томас Юнг обматывал их серебряной нитью и рассматривал в темной комнате, направляя на избранную точку струны сильный пучок света. По существу аналогичный метод применил в 1855 г. Лиссажу для наблюдения сложения колебаний и для сравнения этим путем колебаний исследуемого тела с нормальными колебаниями другого тела. С этой целью он снабжал оба колеблющихся тела, обыкновенно два камертона, колебания которых он хотел сложить или сравнить, двумя маленькими зеркальцами и затем направлял сильный пучок света таким образом, что, упав на одно из зеркалец, он отражался от другого, а затем падал на экран. Обыкновенно Лиссажу устанавливал колеблющиеся тела таким образом, что плоскости их колебаний были перпендикулярны друг к другу; тогда при колебаниях в унисон на экране получался светлый эллипс, а при других соотношениях тонов получались более сложные фигуры, которые получили название фигур Лиссажу. Для более точного, хотя и субъективного наблюдения этих фигур он заменял зеркальце на сравниваемом теле объективом маленькой зрительной трубки; луч, отраженный от первого вибрирующего тела, проходил через этот колеблющийся объектив, а затем через неподвижный окуляр попадал в глаз наблюдателя. Гельмгольц при своих исследованиях применил такой же прибор в несколько измененном виде в качестве вибрационного микроскопа. Лиссажу использовал свой прибор для подробного изучения сложения колебаний и тонов, а главным образом для проведения порученной ему во Франции проверки нормальных камертонов, для которых в 1859 г. там было установлено нормальное а в 870 (половинных) колебаний. Для наблюдения воздушных колебаний пуховых инструментов и для настройки их, конечно, нельзя непосредственно применить метод Лиссажу; для этой цели следует сообщить эти колебания сначала каким-нибудь твердым телам, лучше всего тонким перепонкам. Подобным приемом впервые воспользовался в 1859 г. Э. Скотт; однако он совершенно отказался от световых фигур Лиссажу и предпочел регистрировать колебания перепонки прямо при помощи присоединенного к ней пишущего штифта. Правда, этот графический метод не был придуман самим Скоттом, его уже раньше неоднократно применяли в различных видах. В 1830 г. В. Вебер наносил колебания камертона на закопченное стекло, слегка проводя по последнему камертоном, к одной из ножек которого было прикреплено упругое острие. Дюгамель установил упругие острия, прикрепленные к колеблющимся струнам и прутьям, таким образом, что они слегка касались закопченной поверхности цилиндра, который приводился во вращение рукояткой около оси с винтовой нарезкой. Количество гребней и впадин звуковых волн, получавшееся при этой записи, давало абсолютное число колебаний за соответствующий промежуток времени. Конечно, и обратно, если наперед известно число колебаний тела в секунду, можно по числу вычерченных на барабане колебаний определить величину соответствующего промежутка времени. Таким образом, графические виброскопы можно было применить в качестве хроноскопов и это именно обстоятельство сильно содействовало их усовершенствованию. Вертгейм применил при своих исследованиях метод Дюгамеля но, найдя, что вращение цилиндра недостаточно равномерно, а следовательно, и измерение времени недостаточно точно, он присоединил к прибору нормальный пишущий камертон, дававший 256 колебаний в секунду. При помощи этого усовершенствованного прибора он, по его словам, получил возможность измерять время с точностью до 1/2560 сек.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «ВОЛНОВЫЕ МАШИНЫ. ФОНОСКОПЫ И ФОНОГРАФЫ» з дисципліни «Історія фізики»
