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

class="p1">Почему же мы слышим иногда «бум»? Это не такой простой вопрос. Во-первых, метеор влетает в атмосферу Земли на очень большой скорости, десятки километров в секунду. Это гораздо больше, чем скорость звука в воздухе (примерно 300 метров в секунду). То есть метеор летит быстрее скорости звука, как сверхзвуковой самолет, только еще быстрее. А когда что-то летит быстрее скорости звука, образуется ударная волна. Вот она и бьет нас по ушам, если мы не очень далеко от метеора. Она нас бьет, даже если метеор не взорвался. Но метеор может так сильно нагреться, что уже никак не может оставаться целым. Тогда он может взорваться. Что такое взрыв? Это когда какое-то тело разлетается на кусочки, летящие очень быстро в разные стороны. Чаще всего это сопровождается еще и выбросом энергии. Так вот, после взрыва твердые кусочки, расплавленные капли и раскаленный газ разлетаются во все стороны опять быстрее скорости звука (чаще всего). И опять образуется ударная волна, уже не так далеко от поверхности земли. Вот ее-то мы и слышим. Это она нас ударяет в ухо и делает «бум». А в космосе воздуха нет. И звуков тоже никаких нет. Там космическая тишина. Но давай опять вспомним про горение метеорита.

Теперь ты видишь, какие это разные процессы – горение костра и падение метеорита? Костер горит сам по себе, это – самоподдерживающийся процесс. А про метеор хоть и говорят: «сгорел в атмосфере», но он там не сгорел… он там просто испарился. Горение – это совсем другой процесс.

Буравчик дочитал ответ. Глаза Буравчика слипались. Он подумал: «Как все сложно устроено в мире! Задашь один вопрос, а из него возникают еще десять». И решил, что завтра, даже если папа будет очень занят, попросит его помочь во всем этом разобраться.

С этой мыслью Буравчик и уснул.

А папа еще не спал. Он тоже думал о Крыме, но не о метеоре, а об ухе.

Эксперименты

(изготовление и сжигание «метеора» делается вместе с кем-то из взрослых)

Пойди в лес и соскреби щепочкой (не пальцами!) выступившую на стволе смолу в железную баночку – шарик или колбаску смолы сантиметра два в диаметре.

После этого присядь, отдохни, поищи папу с мамой, они где-то рядом.

Насыпь в железную баночку со смолой мелких щепочек, земли, маленьких кусочков мха, песка. Не бойся переборщить. Все это тщательно перемешай палочкой. У тебя должна получиться густая черно-бурая масса.

Теперь самое сложное – скатай шарик из этой массы. Лучше всего было бы взять из дома резиновые перчатки. Но если у тебя их нет, выскреби эту массу из баночки на землю, можно даже в песок или пыль, ничего, что шарик получится грязным.

Насади шарик на металлический прутик – например, от бенгальского огня, но подойдет и любая сырая ветка. Слегка помаши веткой, только чтобы шарик не свалился, – видишь, с ним ничего не происходит, как с астероидом, который летит к Земле в вакууме. Представь, что твой шарик – уже метеор, он летит в атмосфере Земли к ее поверхности.

Большую скорость движения мы создать не сможем, но зато мы можем повысить температуру. Попроси кого-то из взрослых разжечь костер. И медленно подноси свой шарик на палочке к огню, не обожгись. Постепенно он нагреется, возможно, загорится смола. И от шарика в огонь начнут падать маленькие кусочки. Шарик начнет уменьшаться в размерах. То же происходит и с метеором. Он разогревается от трения о воздух, от него начинают отваливаться куски. Чаще всего он совсем испаряется, разваливается в атмосфере и исчезает. Но если повезет, до земли долетит кусочек, камень или металл – метеорит. Как твоя палочка или железный прутик, они не успеют сгореть в огне.

Ты поставил настоящий эксперимент – показал, как разваливаются метеоры в воздухе, в атмосфере, при подлете к Земле.

Водопад в Крыму и дома

Когда шум «белый» становится «розовым»?

Буравчик проснулся утром, потянулся в кровати и нехотя выбрался из-под одеяла. Воскресенье! В школу идти не надо, но есть хочется все равно.

На кухне уже гремела посуда, мама готовила своим мужчинам, папе и Буравчику, завтрак. Это хорошо. Пора умываться, а умываться не хотелось. Это плохо. Но завтракать хотелось больше, чем не хотелось умываться, и Буравчик побрел в ванную.

В ванной Буравчик долго изучал свое лицо в зеркале – не начали ли расти у него борода и усы, как у папы. Нет, не начали, а хотелось побриться, чтобы стать взрослым.

Буравчик думал, что лучше сделать сначала: почистить зубы или принять душ? Решил – под душ и там почистить зубы.

Душ сказал «фррррр» и окатил Буравчика холодной водой. Буравчик прижался к стенке душевой кабинки и сделал воду теплее. Вот такая же холодная и шумная вода была… ага… была в Крыму, когда они с папой и мамой увидели в небе метеор. Только сейчас Буравчик вспомнил не метеор, а водопад Джур-Джур, самый большой душ, который он когда-либо видел.

Водопад очень красивый и очень шумный, а еще там была радуга. Почему? Надо потом писателя спросить.

Буравчик тогда чуть не оглох от шума водопада, какого он раньше никогда не слышал. Шум, но необычный шум. Папа всех фотографировал на фоне водопада, мама смеялась, папа смеялся, Буравчик хотел есть. И сейчас, под душем, и тогда, рядом с водопадом.

От водопада они все вместе пошли через лес к маленькому кафе, где их накормили вкуснейшими мантами с вкуснейшей сметаной. И компотом.

От этих воспоминаний в желудке Буравчика заурчало, он быстренько помылся, почистил зубы и побежал завтракать.

Блины! Нет ничего вкуснее! Мамины блины.

Переваривая блины и валяясь на диване после завтрака, Буравчик все думал о водопаде: почему он такой шумный и шум такой странный?

«Ладно, хоть сейчас и воскресенье, напишу-ка я писателю», – решил он. И, достав планшетник, настучал вопрос:

Почему вода в водопаде звучит так, а в душе – иначе?

И откуда в водопаде радуга?

На экране высветилось:

«Скажи маме спасибо за блины и приходи за ответом».

Буравчик пошел на кухню говорить маме спасибо.

Но на кухне ее не было, папа в соседней комнате держал маму на руках и чуть-чуть кружил ее. Мама крепко прижималась к папе. «И чего она боится, – подумал Буравчик. – Папа ведь сильный, не уронит. Наверное, папа говорит маме спасибо за блины, – догадался Буравчик. – Ладно, потом скажу маме спасибо».

Через 21 минуту пришел ответ от писателя.

Водопад шумит потому, что вода из речки, что течет наверху, падает вниз и ударяется о камни, о воду внизу, о головы и руки туристов, лезущих под водопад. От множества таких ударов и возникает шум.

Но ты прав, Буравчик. Это не обычный шум. Обычный шум, который мы слышим в городе, всегда имеет определенную высоту звука, о котором мы можем сказать – высокий звук или низкий. Двигатель бульдозера, например, шумит низко, шины тормозящих перед светофором машин свистят, это шум высокой частоты, высокий звук. Если ты вспомнишь, что мы говорили о высоте звука при жужжании шмеля и писке комара, ты не забыл и что такое частота звука. Так вот, почти все шумы в городе или в лесу укладываются в определенную полоску частот – ниже звуков нет и выше нет. Сама полоса может быть широкой или узкой, располагаться там, где находятся высокие звуки, или там, где низкие.

Но с водопадом все не так, все не так.

В шуме водопада есть все звуки – и очень низкие, и средние, и высокие, и очень высокие. Нет такой полосы частот, в которую бы умещались все шумы водопада. Ну, конечно, очень высокие звуки он не может издавать, но только очень высокие, выше, чем человек может слышать.

Такой шум называется «белый». В белом шуме есть все звуки, и низкие и высокие. Это потому, что капли и струи воды бывают большими и маленькими и ударяются они о разные вещи с разной скоростью. Вот и звуки рождаются самые