Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Физика»Содержание №9/2009

Материал к уроку

Почему же, почему?

рис.1

? В нашем концертном зале, рассчитанном примерно на 1000 слушателей, акустика хорошая везде, за исключением нескольких рядов сзади. Там резкие громкие звуки сопровождаются слабым как бы блеянием. Почему так происходит и можно ли исключить этот эффект?

рис.2Ответ 1. в любом помещении уха слушателя достигает звук, не только порождённый непосредственно источником, но и отражённый, причём многократно, от стен, пола и потолка. В зале с хорошей акустикой отражённый звук тем тише, чем позже он приходит. «Блеяние» очевидно как раз и вызвано тем, что приходящие позже звуки оказываются громче пришедших раньше. Чтобы подавить этот эффект, надо прежде всего найти поверхность, которая отвечает за рождение этих нежелательных звуков, и поставить около неё диффузор – специальным образом подготовленный экран, который будет рассеивать отражённый звук во все стороны, уменьшая тем самым его громкость в любом направлении. Можно, конечно, поставить и звукопоглощающий экран, но при этом уменьшится и суммарная звуковая энергия.

Ответ 2. Описанный эффект хорошо известен специалистам-акустикам – это так называемое многократное, или порхающее, эхо. Оно, как правило (но далеко не во всех случаях) обусловлено многократным отражением звука между двумя параллельными стенками, которые образуют как бы звуковую ловушку, в которой и оказывается человек. Читатель описывает эффект как «слабое блеяние», т.е. отражённый звук представляет собой повторяющуюся последовательность слабых (по сравнению с основным звуком, идущим со сцены) звуков. Наше ухо слышит два звука как раздельные, если промежуток между ними не менее 50 мс. В противном случае звуки сливаются в один. Легко посчитать, что ответственная за создание такого эха стена (экран, перегородка) находится на расстоянии 8,5 м от места, где наблюдается эффект. Отсюда следуют рекомендации по устранению эффекта: изменить ориентацию этой поверхности, покрыть её звукопоглощающим материалом, нанести какие-то архитектурные детали, позволяющие рассеять звук.

Ответ 3. Нечто похожее я слышу каждый раз, когда в день рождения королевы или в какой-нибудь другой государственный праздник в лондоне бывает артиллерийский салют. Дело в том, что стреляют в Гайд-Парке, а от него с севера на юг идёт улица Парк-Лэйн, застроенная с обеих сторон шикарными высокими отелями. Звук проносится по этой улице, отражаясь поочерёдно от строений справа и слева, и быстро достигает отеля «Хилтон», замыкающего её с юга. Поскольку у этого отеля кроме плоского фасада есть ещё два крыла, раположенных симметрично под углом к Парк-Лэйн, то звук после многократных отражений от них, наконец затухает, производя довольно неприличный треск.

NewScientist.com.04Feb2009.

рис.3

? Почему на некоторых хлопчатобумажных вещах, высохших на верёвке, появляются жёсткие складки, которые можно отгладить только горячим утюгом? Почему некоторые хлопчатобумажные полотенца начинают впитывать влагу, только когда их постираешь, а некоторые так и не впитывают?

Ответ 1. Способность сминаться зависит от качества волокна: чем тоньше волокно хлопка и чем свободнее плетение, тем меньше сминается материал. Вязаные (трикотажные) ве­щи сминаются меньше, чем тканые. Когда целлюлоза, основной компонент всех растений, включая хлопок, намокает, водородные связи, отвечающие за жёсткость формы, рвутся. Если ткань высушивают, не расправив складки, то образующеся новые связи не дают складкам расправиться, порой даже после проглаживания горячим утюгом. Сегодня для снижения сминаемости многие хлопчатобумажные ткани подвергают химической обработке.

Полотенца из тонковолокнистого хлопка сушат лучше, чем из грубоволокнистого, потому что они содержат значительно больше тончайших нитей и соответственно больше капилляров между ними. Раньше махровые полотенца делали с петлями из волокон с обеих сторон. Сейчас часто такими петлями покрывают лишь одну сторону, а с другой стороны ворс подрезают (вельветное плетение). Изолированные ворсинки стремятся разойтись, капилляры между ними нарушаются, и вода в такое полотенце впитывается плохо. Но выглядит оно значительно эффектнее.

Ответ 2. Вещи и постельное бельё с лейблом «100%-ный хлопок» на самом деле, как правило, проходят химическую обработку с целью модификации волокон: их стараются сделать как можно более прямыми и непружинящими для уменьшения сминаемости ткани. Нередко на ткани наносят полимерные покрытия, которые делают вещи мягкими на ощупь, однако при этом теряется способность впитывать влагу. Я лично никогда не покупаю такие полотенца, потому что вытираться ими всё равно, что пластиковыми пакетами. Советую перед употреблением нового полотенца обязательно постирать его, чтобы смыть всю вредную химию и избежать к тому же аллергических реакций.

Ответ 3. Я заметил, что полотенца, выстиранные с ополаскивателем, начинают значительно хуже впитывать воду, чем до стирки.

NewScientist.com.10Sept2008.

Сокр. пер. с англ. Н.Д.Козловой