Буравчик на звуковых волнах. Что мы слышим, и как это звучит? - Алексей А. Насретдинов

движение раза три-четыре. Это означает, что ты создал звуковую волну с частотой 3–4 Гц. Если 200 раз в секунду – то 200 Гц, все просто. Правда, мы с тобой не сможем махать руками так часто – 200 раз в секунду.

Ты заметил, что созданные тобой волны мы не слышим? Наше ухо устроено так, что мы не все звуки природы можем слышать. Ниже 20 Гц (очень низкий звук, еле слышный гул) не слышим и выше 20 000 Гц (очень высокий писк) – тоже не слышим. Его слышат только дети, вот ты слышишь. А взрослые уже выше 12 000–15 000 Гц звуки не слышат. На то они и взрослые.

Итак, ты, Буравчик, можешь махать руками 3–4 раза в секунду, с частотой 3–4 Гц. Шмель машет крыльями чаще – 200 раз в секунду. А комар еще чаще – 500 раз в секунду. Чем выше частота, тем более высоким получается звук. Шмель машет крыльями относительно медленно, и мы слышим низкий звук, басовитое жужжание. А комар машет крыльями быстро, и мы слышим высокий звук, писк.

Птицы же машут крыльями, как и люди рукой, медленно – меньше 20 раз в секунду. Вот мы и не слышим, как они летают. Мы же не можем слышать звуки ниже 20 Гц.

Но есть особенные птицы, очень маленькие – колибри. Они могут махать крыльями 80 раз в секунду, создавая звук с частотой 80 Гц. И этот звук мы замечательно слышим – такой низкий, гудящий звук, похожий на звук полета шмеля или толстой зеленой мухи. То есть не все птицы летают тихо, когда машут крыльями, а не парят.

Эксперименты

(лучше делать вместе с кем-то из взрослых)

Чтобы понять, что такое давление, просто надави пальцем на ладонь. Сильно надавил – давление больше. Слабее – меньше.

Попробуй просто помахать руками, потом быстрее, еще быстрее – может быть, ты услышишь слабый шум и вспотеешь, это нормально. Но звука, как от крыльев шмеля, не будет, потому что ты слишком медленно машешь руками.

Попроси взрослых включить вентилятор на самую маленькую скорость. Шум почти не слышен – такой же, как когда ты махал руками. Переключи на самую большую скорость – вентилятор загудит. Это гудит воздух, который отталкивают от себя лопасти (они как крылья) вентилятора, создавая звуковую волну.

Если дома нет вентилятора, не огорчайся, где-нибудь в магазине или детской библиотеке ты обязательно увидишь и услышишь его: он будет или гудеть, или даже звенеть.

Вот так же машут крыльями шмели и комары. Шмели – медленнее, и мы говорим «жужжат», а комары – быстрее, и мы говорим «пищат». Но теперь ты знаешь, что звуки эти издают не сами насекомые, а их крылья!

Буравчик и метеор

Чем метеор отличается от метеорита?

Буравчик лежал дома в своей кровати и сжимал в руке фонарик. Было уже темно, и без фонарика в это время никуда. Буравчик думал о воздушном шарике, который надули на день рождения, а потом он лопнул – «бум!» – и шарика не стало. Или вот дерево – его сначала не было, потом оно выросло из семечка, росло, росло, потом засохло, и его тоже не стало. Зачем и как исчезают разные вещи? Живые и неживые – со звуком «бум» или без звука.

Однажды в Крыму они сидели с мамой и папой на высоком плато над морем. И было уже темно. Папа с мамой пили вино, папа шептал что-то маме на ухо, а Буравчик отщипывал виноград. И тут на темном небе прочертились яркие прямые линии.

– Что это? – спросил Буравчик у папы.

– Это ухо мамы, – ответил папа.

– Нет, на небе.

– А-а-а, так это метеорит сгорел, надо было загадать желание, – сказал папа.

– А почему метеориты сгорают? – не отставал Буравчик.

– Вот домой в Москву вернемся, пойдем в планетарий, и ты все поймешь, – ответил папа.

Но папа забыл, у него работа. А Буравчик все думал о том метеорите, камне из космоса, который прилетел к нам и сгорел. Значит, его совсем не стало?

Мысль эта не давала покоя Буравчику, он тихонечко слез с кровати и достал из рюкзака планшетник. Забрался под одеяло, чтобы мама не видела свет, и нажал кнопку связи с писателем. Экран засветился, на нем открылось окошечко, в котором Буравчик быстренько написал:

Почему метеориты сгорают? —

и нажал «Ввод». Высветилась надпись:

Вопрос получен.

Ответ будет через 9 минут 32 секунды.

Пока почисти зубы

«Дались вам всем мои зубы», – подумал Буравчик и стал ждать.

Ровно через 9 минут 32 секунды высветился ответ.

Буравчик, метеориты не сгорают. Они долетают до Земли, и их потом находят ученые и исследуют. А горение – это совсем другой процесс. Но все по порядку.

Сначала – что такое горение?

Когда вы с папой, мамой и дядей Рабиндранатом ездили на машине в лес жарить сосиски на костре, папа собрал тоненькие веточки, сложил их в кучку, скомкал бумагу и положил под ветки. Потом достал зажигалку и поджег. Бумага разгорелась, занялись и веточки. Получился костер, который сам горит. Вот это и есть настоящее горение.

Что же при этом происходит?

Когда папа щелкает зажигалкой, там пролетает искра. Искра очень горячая, ее температура – 700–800 градусов. Маленькая искра нагревает газ пропан из зажигалки, он соединяется с кислородом из воздуха и исчезает – вместо него образуются другие вещества: углекислый газ и вода. Происходит настоящее волшебное превращение, химическое превращение. И так – пока не кончится пропан в зажигалке. Самоподдерживающийся процесс – горение. Химия, наука о превращении веществ, – удивительная наука, Буравчик, почти магическая.

С бумагой и веточками в костре происходит то же самое, только разогревать их нужно чуть дольше, чем газ пропан. Горячее пламя из зажигалки нагревает тонкую бумагу, кусочки бумаги воспламеняются, и тоже происходит химическое превращение. Исчезает бумага, веточки и кислород, и остаются негорючий газ и зола. Ты видел горячие языки пламени в костре? Это горение, самоподдерживающийся процесс, который будет продолжаться, пока будет чему гореть.

Совсем другое дело с метеорами и метеоритами.

Вот смотри. Летит себе в космосе камень – астероид. Никого не трогает, просто летит. В космосе нет воздуха, там только звезды, планеты и другие небесные тела. Летают они в вакууме, в пространстве, где нет газа.

Так вот. Летит он, летит, и вдруг, что бывает очень редко, встречается ему на пути наша планета, Земля. Где мы с тобой живем. Мы-то с тобой живем уже не в вакууме, вокруг нашей планеты есть воздух, атмосфера, которая состоит из разных газов, в частности из кислорода, которым мы дышим. Без кислорода мы бы умерли.

Астероид на большой скорости сталкивается с молекулами атмосферы Земли, с газом. При этом и астероид, и газ атмосферы нагреваются. Иногда говорят, что падающий метеор (а наш астероид, как только вошел в атмосферу Земли, стал метеором) нагревается от трения о воздух. Можно и так сказать.

И вот наш падающий из космоса камень, метеор, нагревается так сильно, что начинает испаряться. Ты же знаешь, что если лед нагреть, он превратится в воду, если нагреть воду до 100 градусов, то она начнет кипеть и превращаться в газ, в водяной пар. Так и здесь, только камень нужно нагреть до гораздо более высоких температур, чтобы он расплавился, а потом превратился в газ.

Метеор летит, летит к Земле, его поверхность разогревается все сильнее, камень постепенно замедляет свою скорость, испаряется и уменьшается в размерах. Если он весь испарится в атмосфере, иногда делая «бум!», на землю ничего не попадет. Если же не весь – тогда на землю упадут оплавленные остатки астероида из космоса, они-то и называются метеоритами. Так как и сам падающий метеор, и газ вокруг нагреваются очень сильно, мы видим свечение. Именно такой светящийся след в небе ты и наблюдал в Крыму.