кахъ одною изъ важнѣйшихъ задачъ строителя является достиженіе возможно болѣе совершенной передачи звуковъ — чтобы всѣ, находящіеся въ залѣ могли ясно слышать даже малѣйшіе оттѣнки ихъ. Если эта цѣль не достигнута, постройка теряетъ большую часть своего значенія.
Между тѣмъ, вопросы, относящіеся къ этой, столь важной для строителя отрасли знанія, пока еще далеко не разработаны и поэтому всякій новый трудъ въ этой области представляетъ значительный интересъ. Недавно появилась въ печати новая книга, подъ заглавіемъ «Akustik des Baumeisters, oder der Schall im begrenzten Baume», составленная нѣмецкимъ архитекторомъ А. Sturmhöffel’емъ.
Съ ея то содержаніемъ мы и намѣрены познакомить нашихъ читателей.
I.
Тѣло, колеблющееся извѣстнымъ образомъ вслѣдствіе соприкосновенія (удара или тренія) съ другимъ тѣломъ, сообщаетъ эти колебанія окружающей его средѣ (воздуху, почвѣ) и, доходя черезъ таковую до нашихъ слуховыхъ органовъ, вызываетъ въ нихъ ощу
щеніе звука. Звукъ есть слѣдствіе чисто механической причины. Ударяя, напр., деревяннымъ молоткомъ по дощечкѣ, мы заставляемъ въ моментъ удара сжаться волокна, какъ дощечки, такъ и молотка; кромѣ того, дощечка выгибается и, вслѣдствіе своей упругости, начинаетъ производить звуковыя колебанія; если же
взять вмѣсто дощечки болѣе толстый кусокъ дерева, то колебанія его будутъ, конечно, слабѣе, и звукъ получится болѣе глухой. Вообще, чѣмъ болѣе тѣло упруго, тѣмъ яснѣе получаемый звукъ.
Если взять за средину натянутой струны, оттянуть и сразу отпустить ее, то струна будетъ колебаться въ теченіе извѣстнаго времени, причемъ величина (амплитуда) отдѣльныхъ колебаній будетъ постепенно уменьшаться, пока наконецъ струна не станетъ снова неподвижною; несмотря на уменьшеніе амплитуды, про
должительность каждаго колебанія до конца останется одна и та же. Получаемый при такихъ правильныхъ колебаніяхъ опредѣленный звукъ называется тономъ, въ отличіе отъ всякаго иного звука — шума, образуемаго неправильными колебаніями. Наше ухо нечувствительно къ слабымъ шумамъ; мы не въ состояніи, напр., слы
шать, какъ падаютъ первыя, рѣдкія капли дождя, или паденіе одного древеснаго листа, но хорошо знакомы съ шумомъ сильнаго дождя и листопада — т. е. суммою отдѣльныхъ слабыхъ звуковъ.
Скорость распространенія звука въ воздухѣ опредѣлена еще 200 лѣтъ тому назадъ Мерсенномъ, а впослѣдствіи Кирхеромъ, и найдена равною приблизительно 1000 ф. въ секунду. Изъ послѣдующихъ работъ заслуживаютъ вниманія попытки, сдѣланныя Але
ксандромъ Гумбольдтомъ, Гэ-Люссакомъ, Буваромъ, Прони, Матье и Араго 21 и 22 Іюня 1821 г. близь Парижа. Наблюденія, сдѣланныя ими надъ пальбою изъ орудій въ Монлери и Вильжюифъ, дали скорость звуковъ при нулѣ градусовъ равную 1019 парижскихъ футъ. Позднѣе, Реньо, въ долинѣ Сатори, при спо
койномъ состояніи воздуха, нашелъ, что скорость на протяженіи первыхъ 4000 ф. равна 1020,2 пар. ф.
[*)] Соотв. пустой струпѣ скрипки или камертону фортепіаннаго настройщика.
Колебаніе струны состоитъ изъ движенія ея поперемѣнно то въ одну, то въ другую сторону, при
чемъ воздухъ будетъ то сжиматься, то расширяться; слѣдовательно каждая звуковая волна будетъ состоять на половину изъ сжатаго, на половину изъ разрѣ
женнаго воздуха; если мы отъ горизонтальной линіи, представляющей длину волны, будемъ откладывать вверхъ, соотв. внизъ, ординаты, соотвѣтствующія сжа
тію, соотв. разрѣженію воздуха въ различные моменты волны, то получимъ, соединивъ концы ординатъ, волнообразную кривую, которая пересѣчетъ нашу горизон
тальную прямую въ такъ называемой узловой точкѣ, дѣлящей кривую на положительную и отрицательную фазы.
Числомъ колебаній тона въ секунду обусловливается его высота. Если одночертное (а ) имѣетъ 440 колебаній (двойныхъ) въ секунду, то я, лежащее ок
тавою ниже, имѣетъ 220, А — 110, А, — 55 колебаній и, въ другую сторону, болѣе высокое а — 880, a‴ = 760, а — 3520 колебаній. Число колебаній каждаго тона, лежащаго между приведенными, будетъ заключаться между числами ихъ колебаній.
Какъ мы уже говорили, для воспроизведенія яснаго, сильнаго звука, звучащее тѣло должно быть упруго, эластично; поэтому всѣ части музыкальныхъ инструментовъ — кишечныя или металлическія струны, еловыя резонансовыя доски, дерево и латунь, равно какъ и воздушный столбъ въ духовыхъ инструмен
тахъ — всѣ въ высокой степени упруги. Точно также упруги, напр., деревянныя или стекляныя пластинки ударныхъ инструментовъ (гармоники).
Не смотря на то, что выдѣлка музыкальныхъ инструментовъ достигла высокой степени совершенства, всетаки издаваемые ими звуки не вполнѣ свободны отъ сопровождающихъ шумовъ; къ звуку фортепіан
(331,37 метр.), а далѣе — равна 1018,9 ф. (330,7 метр.). По дальнѣйшимъ наблюденіямъ Реньо и Кенига ока
зывается, что низкіе звуки распространяются нѣсколько быстрѣе высокихъ; основной тонъ трубы вдали слы
шится ранѣе верхнихъ тоновъ ея. При температурѣ t > 0°С, скорость выразится черезъ
Такимъ образомъ въ концертныхъ залахъ и т. п., гдѣ температура не ниже 20°С, скорость звука будетъ равна 343,33 м. Въ иной средѣ скорость передачи
звука будетъ, иная, чѣмъ въ воздухѣ, а именно: въ
углекисломъ газѣ въ 0,8, въ водородѣ — въ 3,8, въ свинцѣ — ВЪ 4,0, въ водѣ — въ 4,3, въ желѣзѣ — въ 15,0,
въ стеклѣ — въ 15,5 и въ еловой доскѣ — ВЪ 12—18,0 разъ болѣе, чѣмъ въ воздухѣ.
Зная скорость распространенія звука, напр. струны, и число ея колебаній въ секунду, мы, можемъ опре
дѣлить и длину звуковой воздушной волны. Такъ напр., одночертное а′ [*)] дѣлаетъ 440 двойныхъ колебаній въ секунду, скорость звука — 343,33, слѣд. длина каждой волны
Между тѣмъ, вопросы, относящіеся къ этой, столь важной для строителя отрасли знанія, пока еще далеко не разработаны и поэтому всякій новый трудъ въ этой области представляетъ значительный интересъ. Недавно появилась въ печати новая книга, подъ заглавіемъ «Akustik des Baumeisters, oder der Schall im begrenzten Baume», составленная нѣмецкимъ архитекторомъ А. Sturmhöffel’емъ.
Съ ея то содержаніемъ мы и намѣрены познакомить нашихъ читателей.
I.
Тѣло, колеблющееся извѣстнымъ образомъ вслѣдствіе соприкосновенія (удара или тренія) съ другимъ тѣломъ, сообщаетъ эти колебанія окружающей его средѣ (воздуху, почвѣ) и, доходя черезъ таковую до нашихъ слуховыхъ органовъ, вызываетъ въ нихъ ощу
щеніе звука. Звукъ есть слѣдствіе чисто механической причины. Ударяя, напр., деревяннымъ молоткомъ по дощечкѣ, мы заставляемъ въ моментъ удара сжаться волокна, какъ дощечки, такъ и молотка; кромѣ того, дощечка выгибается и, вслѣдствіе своей упругости, начинаетъ производить звуковыя колебанія; если же
взять вмѣсто дощечки болѣе толстый кусокъ дерева, то колебанія его будутъ, конечно, слабѣе, и звукъ получится болѣе глухой. Вообще, чѣмъ болѣе тѣло упруго, тѣмъ яснѣе получаемый звукъ.
Если взять за средину натянутой струны, оттянуть и сразу отпустить ее, то струна будетъ колебаться въ теченіе извѣстнаго времени, причемъ величина (амплитуда) отдѣльныхъ колебаній будетъ постепенно уменьшаться, пока наконецъ струна не станетъ снова неподвижною; несмотря на уменьшеніе амплитуды, про
должительность каждаго колебанія до конца останется одна и та же. Получаемый при такихъ правильныхъ колебаніяхъ опредѣленный звукъ называется тономъ, въ отличіе отъ всякаго иного звука — шума, образуемаго неправильными колебаніями. Наше ухо нечувствительно къ слабымъ шумамъ; мы не въ состояніи, напр., слы
шать, какъ падаютъ первыя, рѣдкія капли дождя, или паденіе одного древеснаго листа, но хорошо знакомы съ шумомъ сильнаго дождя и листопада — т. е. суммою отдѣльныхъ слабыхъ звуковъ.
Скорость распространенія звука въ воздухѣ опредѣлена еще 200 лѣтъ тому назадъ Мерсенномъ, а впослѣдствіи Кирхеромъ, и найдена равною приблизительно 1000 ф. въ секунду. Изъ послѣдующихъ работъ заслуживаютъ вниманія попытки, сдѣланныя Але
ксандромъ Гумбольдтомъ, Гэ-Люссакомъ, Буваромъ, Прони, Матье и Араго 21 и 22 Іюня 1821 г. близь Парижа. Наблюденія, сдѣланныя ими надъ пальбою изъ орудій въ Монлери и Вильжюифъ, дали скорость звуковъ при нулѣ градусовъ равную 1019 парижскихъ футъ. Позднѣе, Реньо, въ долинѣ Сатори, при спо
койномъ состояніи воздуха, нашелъ, что скорость на протяженіи первыхъ 4000 ф. равна 1020,2 пар. ф.
[*)] Соотв. пустой струпѣ скрипки или камертону фортепіаннаго настройщика.
Колебаніе струны состоитъ изъ движенія ея поперемѣнно то въ одну, то въ другую сторону, при
чемъ воздухъ будетъ то сжиматься, то расширяться; слѣдовательно каждая звуковая волна будетъ состоять на половину изъ сжатаго, на половину изъ разрѣ
женнаго воздуха; если мы отъ горизонтальной линіи, представляющей длину волны, будемъ откладывать вверхъ, соотв. внизъ, ординаты, соотвѣтствующія сжа
тію, соотв. разрѣженію воздуха въ различные моменты волны, то получимъ, соединивъ концы ординатъ, волнообразную кривую, которая пересѣчетъ нашу горизон
тальную прямую въ такъ называемой узловой точкѣ, дѣлящей кривую на положительную и отрицательную фазы.
Числомъ колебаній тона въ секунду обусловливается его высота. Если одночертное (а ) имѣетъ 440 колебаній (двойныхъ) въ секунду, то я, лежащее ок
тавою ниже, имѣетъ 220, А — 110, А, — 55 колебаній и, въ другую сторону, болѣе высокое а — 880, a‴ = 760, а — 3520 колебаній. Число колебаній каждаго тона, лежащаго между приведенными, будетъ заключаться между числами ихъ колебаній.
Какъ мы уже говорили, для воспроизведенія яснаго, сильнаго звука, звучащее тѣло должно быть упруго, эластично; поэтому всѣ части музыкальныхъ инструментовъ — кишечныя или металлическія струны, еловыя резонансовыя доски, дерево и латунь, равно какъ и воздушный столбъ въ духовыхъ инструмен
тахъ — всѣ въ высокой степени упруги. Точно также упруги, напр., деревянныя или стекляныя пластинки ударныхъ инструментовъ (гармоники).
Не смотря на то, что выдѣлка музыкальныхъ инструментовъ достигла высокой степени совершенства, всетаки издаваемые ими звуки не вполнѣ свободны отъ сопровождающихъ шумовъ; къ звуку фортепіан
(331,37 метр.), а далѣе — равна 1018,9 ф. (330,7 метр.). По дальнѣйшимъ наблюденіямъ Реньо и Кенига ока
зывается, что низкіе звуки распространяются нѣсколько быстрѣе высокихъ; основной тонъ трубы вдали слы
шится ранѣе верхнихъ тоновъ ея. При температурѣ t > 0°С, скорость выразится черезъ
Такимъ образомъ въ концертныхъ залахъ и т. п., гдѣ температура не ниже 20°С, скорость звука будетъ равна 343,33 м. Въ иной средѣ скорость передачи
звука будетъ, иная, чѣмъ въ воздухѣ, а именно: въ
углекисломъ газѣ въ 0,8, въ водородѣ — въ 3,8, въ свинцѣ — ВЪ 4,0, въ водѣ — въ 4,3, въ желѣзѣ — въ 15,0,
въ стеклѣ — въ 15,5 и въ еловой доскѣ — ВЪ 12—18,0 разъ болѣе, чѣмъ въ воздухѣ.
Зная скорость распространенія звука, напр. струны, и число ея колебаній въ секунду, мы, можемъ опре
дѣлить и длину звуковой воздушной волны. Такъ напр., одночертное а′ [*)] дѣлаетъ 440 двойныхъ колебаній въ секунду, скорость звука — 343,33, слѣд. длина каждой волны