Материал к уроку

Как преподавали и пропагандировали физику сто лет тому назад

См. также № 2/09

Лакур П. и Аппель Я. Историческая физика. Том I. Пер. с нем. 1908. [http://mathesis.ru]

§ 355 (с. 340). Если вблизи струны, настроенной на известный тон, сильно зазвучит этот тон, то струна также начнёт звучать... Это явление было известно уже давно, когда в середине XVIII в. его исследовали Вильям Нобл и Томас Пигот. Такие тоны назывались симпатическими тонами. Это название напоминает о наблюдениях, сделанных над часами. Гюйгенс заметил, что двое часов, которые в течение суток расходятся между собой на пять секунд, начинают идти одинаково, если поместить их в одной комнате, хотя бы и на расстоянии 15 футов друг от друга. Гюйгенс объяснил эту «симпатию» движением воздуха; но в 1739 г. англичанин Элликот заметил нечто подобное на двух часах, помещённых на расстоянии только двух футов друг от друга, но в двух плотно закрытых футлярах. Эти часы расходились между собой на 90 секунд в сутки, но симпатия в этом случае была так велика, что каждые из них, будучи остановлены, через 1/4 или 1/2 часа сами приходили в движение. Элликот показал, что это происходит вследствие небольших, самих по себе незаметных движений, которые передаются от идущих часов к остановившимся. И когда он соединял футляры часов деревянной палкой, остановившиеся часы приходили в движение гораздо быстрее…

§ 356 (с. 341). Опыт Нобла и Пигота привёл к объяснению другого явления, также небезызвестного раньше… Эолова арфа (рис. 1) состоит из рамки, на которой натянуто несколько струн; её помещают в таком месте, где струны могут быть приводимы в движение ветром. Если даже ограничиться одной струной, то можно получить целый ряд различных тонов. Нечто подобное, но с гораздо меньшим разнообразием тонов, можно наблюдать, когда сильный ветер приводит в движение телеграфные провода.

Нобл и Пигот нашли, что струна может быть приведена в колебание не только тоном одинаковой высоты с её тоном, но и некоторыми другими, а именно теми тонами, числа колебаний которых в два, три, четыре и т.д. раз больше. Струна издаёт в этом случае не свой низкий тон, а более высокий, именно тот, который приводит её в колебание. Накладывая на струну бумажки, можно доказать, что струна колеблется при этом не всей своей длиной: середина её остаётся в покое, если число колебаний этого тона втрое больше, то в покое остаются две точки струны, и т.д. На тех местах струны, которые остаются в покое, в так называемых узлах, бумажки неподвижны, со всех же других мест они соскакивают.

§ 358 (с. 342). Способ сделать видимыми колебания пластинок, был найден Хладни (1756–1827). Хладни зарабатывал себе на жизнь литературной деятельностью, а также лекциями и демонстрированием изобретённых им приборов, между которыми были два музыкальных инструмента, не вошедших, однако, в общее употребление. В одном из них, эвфоне, звуки получались от проведения влажными пальцами по стеклянным палочкам, в другом, цилиндрическом пианино (Klavierzilinder), посредством прижимания деревянных палочек к вращающемуся стеклянному цилиндру.

Если упругую пластинку из стекла или из латуни, укреплённую в одной точке, придержать в другом месте пальцем и провести по краю её смычком, то пластинка начнёт колебаться, но так, что некоторые линии на ней останутся в покое. Хладни сделал видимыми эти узловые линии, посыпав пластинки сухим песком. Во время колебаний пластинки песчинки сбрасываются с колеблющихся частей и собираются на узловых линиях. На рис. 2 изображено несколько таких (Хладниевых) фигур, получающихся посередине квадратной пластинки, если коснуться её пальцем в точке а и провести смычком в месте b.