Опыт №1
Как частота возникающего
звука зависит от длины колеблющегося тела?
Положите гибкую пластиковую или металлическую линейку на стол так, чтобы
она примерно на три четверти выступала за край стола.
Крепко прижмите рукой один край линейки к столу. Другой рукой отогните
свободный край линейки вниз и отпустите его.
Послушайте, какой звук при этом возникнет, и обратите внимание на то, как
быстро колеблется свободный конец линейки.
Повторите опыт, но когда линейка начнет колебаться, медленно подвиньте ее
так, чтобы выступающая над столом часть линейки стала меньше.
Оказывается, что при уменьшении длины колеблющегося конца линейки звук меняется. Заметьте, как при уменьшении длины колеблющегося конца линейки будет меняться издаваемый ею звук и как быстро будет колебаться конец линейки в этом случае.
Почему?
Звуковые волны — это волны, возникающие в результате колебаний какого-либо тела и распространяющиеся в среде. Колеблющееся тело вынуждает окружающую его среду колебаться. Линейка — колеблющийся источник звука. Колебания линейки заставляют молекулы воздуха, находящиеся рядом с линейкой, двигаться вперед и назад с той же частотой. При этом создаются области сжатий (там, где молекулы спрессованы более тесно) и разрежений (там, где молекулы удалены друг от друга дальше обычного расстояния). Волны, в которых есть области сжатий и разрежений, называются продольными. К продольным волнам относятся звуковые волны.
Благодаря движению воздуха вокруг колеблющейся линейки звуковая энергия передается через воздух. Колебания воздуха достигают ваших ушей и ударяют о барабанные перепонки, и они тоже начинают колебаться. Частота колебаний барабанных перепонок интерпретируется мозгом как звук определенной высоты. При уменьшении длины линейки частота ее колебаний увеличивается. Таким образом, частота колебаний линейки обратно пропорциональна ее длине. Звук становится выше по мере того, как частота возрастает.
Источник: Дж. Ванклив "Занимательные опыты по физике"
