И.Клюкин.
   Удивительный мир звука




     Клюкин И. И.
     К 52 Удивительный мир звука.-- Л.:Судостроение, 1978.--168 с.
     В  книге в  научно популярной  форме описаны разнообразные акустические
явления,  происходящие  в  водной   среде.  Рассмотрены  области  применения
современной акустики и возможности их дальнейшего расширения.
     Книга рассчитана на широкий круг читателей.

     © Издательство "Судостроение", 1978 г,
     OCR: Слава Мещеряков



ОТ АВТОРА
     Во   всех   упругих  средах  и  телах   могут  возникать   механические
(акустические)  колебания.  Они  сопровождаются интереснейшими физическими и
иногда физиологическими явлениями.
     Области  применения  акустических   колебаний  непрерывно  расширяются.
Однако  едва  ли  они  где-либо  так  многообразны,  как  в  судовождении  и
судостроении.  Это -- эхолотирование и  поиск  подводных  объектов, контроль
толщины и качества стальных листов и ультразвуковая очистка, резка и сварка,
и еще  многое,  многое  другое.  Часто,  впрочем,  --  когда  идет  речь  об
уменьшении шума и  вибрации, -- борьба с акустическими колебаниями имеет  не
меньшее значение, чем их полезное применение.
     Из  этой книги читатель  узнает о  парадоксах действий с  акустическими
логарифмическими   единицами   и   о  своеобразных  явлениях   на   границах
акустических сред; о том, является  ли резонатор усилителем или поглотителем
звука; о неожиданных "бытовых" последствиях дифракции и интерференции звука.
     Как развиваются ультразвуковая дефектоскопия металлов и  ультразвуковая
технология обработки, гидроакустическое зхолотирование и  телеметрия, борьба
с обрастанием судов акустическими методами? Зачем  нужна акванавту "гелиевая
речь" и  каковы ее  особенности? Как  сделать колебания видимыми,  что сулит
цветомузыка   человеку,  нужна   ли   борьба  с  "отходами  цивилизации"  --
интенсивными шумами? Какова  роль акустики  в освоении Мирового  океана? Что
общего  между  утренним  пением мемнонского  колосса  и  колебаниями  трубок
паровых котлов, не повинен  ли  инфразвук в появлении "летучих  голландцев"?
Обо всех этих и многих других вопросах узнает читатель.
     Отзывы  и  пожелания  будут  приняты  с   благодарностью.  Их   следует
направлять  по  адресу:  191065,  Ленинград,  ул.  Гоголя,  8,  издательство
"Судостроение".


      Мир, в котором мы живем, удивительно склонен к колебаниям... Колеблются
даже атомы, из которых мы состоим.
     Р. Бишоп

ФИЗИЧЕСКАЯ И ТЕХНИЧЕСКАЯ АКУСТИКА
     ЗВУКИ В ВОЗДУХЕ
     ...атмосфера является почти универсальной  средой, в  которой протекают
звуковые явления...
     Рэлей

     Мы живем на дне воздушного океана и окружены звуками  --  механическими
колебаниями, распространяющимися  в любой упругой среде. Воздушная среда нам
нужна не только  как средство существования,  средство защиты от губительных
космических излучений, но и как звукопровод, позволяющий людям вести речевую
связь,  воспринимать  сигналы  опасности,  информацию  о  местонахождении  и
перемещениях живых и неживых объектов, следить за  изменением  их состояния,
за многими природными явлениями.
     Неудивительно  поэтому,  что  человечество с  давних  времен стремилось
среди прочих свойств атмосферы познать ее акустические свойства.  Доступными
каждому средствами,  путем наблюдения  разницы во  времени  между появлением
молнии и звуком грома  оценили, что скорость распространения звука в воздухе
относительно невелика.  В начале XVIII века Ньютон выводит формулу, согласно
которой   скорость  звука  в  газе  равна  корню  квадратному  из  отношения
статического давления газа  к его плотности. Лаплас дополнил ее поправкой на
теплоемкость  среды.  Точное значение  скорости звука  в  воздухе  вблизи от
поверхности Земли оказалось чуть больше трети километра в секунду. Скорость,
по теперешним  космическим временам,  явно небольшая.  А по мере  увеличения
расстояния  от  поверхности  Земли,  ввиду  падения  атмосферного  давления,
плотности  и  температуры воздуха, от которой также зависит  скорость звука,
последняя  претерпевает  значительные  изменения.  Для сравнения  с  другими
средами укажем,  что  скорость звука в  воде  --  порядка  1,5  километра  в
секунду,  в металлах-- примерно 5 километров в секунду, а  в породах  земной
мантии -- 8 километров в секунду и более.
     В  наше   время   развернуты  в  больших  масштабах  исследования   как
акустических свойств атмосферы, так  и  иных ее свойств и происходящих в ней
природных явлений акустическими методами.
     Продолжают  привлекать   внимание  акустические  характеристики  грома.
Максимальные спектральные звуковые составляющие в ударах грома находятся, по
данным одних исследователей, в диапазоне частот  50--150 герц, по  другим же
данным,  достигают  400-- 500 герц. Сила звука, то  есть количество звуковой
энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади фронта волны,  в
1015  и более  раз превышает  силу  звука  человеческого  голоса.
Подобные звуковые  энергии зарегистрированы еще лишь при сильных извержениях
вулканов, да, быть может,  в непосредственной близости от мощнейших ракетных
двигателей.  При ядерных  взрывах,  несомненно, возможны еще  более  сильные
звуковые волны.
     А  что  сказал бы читатель  о  "шумовом  кольце"  в атмосфере,  кольце,
диаметр которого может достигать диаметра  Земли?  По-видимому, пока  ничего
существенного,  так  как первое сообщение о подобном явлении появилось всего
3--4 года назад, и  его продолжают обсуждать специалисты. Назвали же его так
и  доложили  о  нем  французские  акустики  Берте  и  Рокар,   исследовавшие
распространение звука  в  атмосфере  при действии  взрывных  источников. Они