Page 151 - 6374
P. 151
У повітряному стовпі, що знаходиться в трубі довжиною , один кінець якої
відкритий, а другий закритий, можуть також утворитися стоячі хвилі. На закритому кінці
труби будуть знаходитися вузли, а на відкритому кінці – пучності. З цього випливає, що
утворюються тільки такі стоячі хвилі, коли у довжині труби вміщується непарне число
чвертей довжин хвиль, тобто коли
= 2 − 1 , = 1, 2, 3, … (57)
4
Цим довжинам хвиль відповідають частоти
= = 2 − 1 . (58)
4
Для збільшення інтенсивності звуку в деяких музичних інструментах застосовують пластини
або мембрани. Так, у роялі для цієї мети використовується велика дерев’яна пластина –
резонансна дека; у барабані – шкіряна мембрана. Мембрани здатні здійснювати власні
коливання або внаслідок пружності, або внаслідок розтягнення їх. На мембрані хвиля
поширюється по її поверхні, і стоячі хвилі, що на них утворюються, мають не вузлові точки,
а вузлові лінії. При звучанні мембрани на основному тоні всі точки її поверхні коливаються в
однакових фазах. Вузловою лінією при цьому є лінія, по якій закріплено мембрану. При
збудженні більш високих тонів поверхня мембрани виявляється поділеною вузловими
лініями на окремі зони.
Характер розташування вузлових ліній і зон можна спостерігати, якщо мембрану
посипати дрібним піском і примусити її коливатися. На рис. 11 наведено характер вузлових
ліній і зон, що утворюються на мембрані у вигляді пластинки, закріпленої в центрі. Утворені
фігури називають фігурами Хладні.
Мембрани – більш досконалі джерела звуку, ніж струни або камертони. Вони
широко застосовуються у телефонах, гучномовцях та інших приладах. Коли розміри
мембрани великі порівняно з довжиною хвилі, яку вона збуджує, то можна вважати, що вона
випромінює плоску хвилю. Для того щоб випромінювання було більш напрямленим від
мембран, застосовують рупори. Вони являють собою труби, поперечний переріз яких
монотонно збільшується. Найбільше практичне застосування мають так звані
експоненціальні рупори, в яких площа поперечного перерізу змінюється за законом