звуковыя волны воспринимаются упругой стѣной, не очень твердой. Если волны эти настроены соотвѣтственно стѣнѣ, то онѣ заставляютъ стѣну вибрировать точно такъ же, какъ звучитъ колоколъ подъ ударами языка, вызванными ритмическими подергиваніями веревки звонаря. Стѣны помѣщенія будутъ тогда вибрировать подъ вліяніемъ однихъ тѣхъ звуковъ, въ созвучіи съ которыми они находятся, и будутъ усиливать ихъ. Теперь представимъ себѣ, что въ залѣ играетъ оркестръ. Нѣкоторые звуки усиливаются, другіе нѣтъ. Первоначальный звукъ искажается; то же дѣйствіе производится и на голосъ оратора. Произносимые имъ звуки сложны; достигая стѣны, нѣкоторыя составныя части ихъ усиливаются, другія нѣтъ, и характеръ звука измѣняется. Резонансъ можетъ быть произведенъ и воздухомъ помѣщенія. Каждая комната отвѣчаетъ извѣстному тону; чѣмъ она меньше, тѣмъ тонъ выше. Крупная аудиторія отвѣчаетъ очень низкому тону, соотвѣтствующему басовому барабану. Маленькія комнаты и альковы отвѣчаютъ очень высокимъ тонамъ, найти которые можно, напѣвая въ комнатѣ гамму, покуда не получится отвѣтнаго тона или резонанса.
Другое свойство звука производитъ интерференцію волнъ. Отраженныя волны могутъ встрѣтиться съ прямыми и образовать въ нѣкоторыхъ мѣстахъ усиленія звука, а въ другихъ ослабленіе его.
Суммируя все сказанное, мы заключаемъ, что стѣны аудиторіи могутъ вліять на силу ревербераціи, эхо, резонансъ и интерференцію звука, и что наиболѣе часто встрѣчающіеся недостатки—реверберація и эхо. Теперь обратимся къ средствамъ для ихъ исправленія.
III. Методы исправленія плохой акустики. А. Реверберація и ея исправленіе.
Каждый несомнѣнно наблюдалъ, что реверберація замѣчается въ пустомъ домѣ и исчезаетъ, когда онъ омеблированъ. Такъ и въ аудиторіи реверберація уменьшается, когда повѣшаны занавѣси, драпировки и тому подобное въ достаточномъ количествѣ. Причину этого мы поймемъ, когда узнаемъ подробно, куда дѣвается звукъ.
Звукъ—одна изъ формъ энергіи, а энергія не можетъ уничтожаться. Замирая, звукъ долженъ переходить въ другую форму энергіи. Въ приведенномъ выше примѣрѣ стѣнъ комнаты звукъ превращается въ механическую энергію, заставляющую сотрясаться эти стѣны. Часть звука можетъ также выходить чрезъ открытыя окна и исчезать, въ пространствѣ. Остатокъ звука, какъ и показалъ лордъ Рэлей,
вслѣдствіе тренія, превращается въ тепло. Такъ 1), очень высокій звукъ, какъ напримѣръ свистъ, не успѣвъ пройти большаго разстоянія, уничтожается вслѣдствіе внутренняго тренія воздуха. Болѣе низкіе тоны, достигая стѣны, даютъ поводъ къ тренію между частицами воздуха и стѣной и часть энергіи превращается въ тепло 2). Количество теряемой такимъ образомъ звуковой энергіи мало, если стѣна тверда и гладка. Но дѣло обстоитъ иначе, если она груба и пориста, такъ какъ повидимому, треніе въ порахъ превращаетъ звукъ въ теплоту. На этотъ счетъ Лабмъ 3) пишетъ: «въ достаточно узкой трубкѣ волны быстро сглаживаются, механическая энергія теряется, превращаясь, однако, въ тепло. Когда звуковая волна ударяетъ о поверхность, пронизанную множествомъ очень мелкихъ каналовъ, часть энергіи теряется, въ смыслѣ звука, расходясь по этимъ каналамъ, какъ сказано выше. Поры въ коврахъ и драпировкахъ дѣйствуютъ такимъ же образомъ, и этому надо приписать имъ дѣйствіе уничтоженія эхо въ помѣщеніи, такъ какъ извѣстная доля энергіи теряется при каждомъ отраженіи звука. Надо замѣтить, что только вслѣдствіе дѣйствія истинно разсѣивающихъ силъ, какъ вязкости и теплопроводности, звукъ можетъ замереть въ замкнутомъ пространствѣ; одни измѣненія волнъ отъ неправильностей поверхности недостаточны». Надо замѣтить, относительно этого, что механическія препятствія, какъ выступы на стѣнахъ отъ украшеній, или различные предметы, стоящіе въ комнатѣ, первоначально не уменьшаютъ силу звука. Они нарушаютъ правильное отраженіе и уничтожаютъ эхо, но собственно звуковая энергія теряется только подъ вліяніемъ тренія.
Слѣдующая выписка изъ книги Рэлея 4) подтверждаетъ это заключеніе: «Въ обширныхъ помѣщеніяхъ, окруженныхъ непористыми стѣнами, такимъ же поломъ, съ немногими окнами, продолжительный резонансъ, повидимому неизбѣженъ. Заглушающее дѣйствіе при этомъ толстыхъ ковровъ хорошо извѣстно. Дальнѣйшее улучшеніе достигается повидимому обиваніемъ стѣнъ и потолка такимъ же матеріаломъ».
Опытъ исправленія ревербераціи. Наиболѣе старательные опыты примѣненія этого принципа были сдѣланы проф. Wallace С. Sabine изъ Гарвардскаго университета 5). Изъ ряда интересныхъ опытовъ,
1) Theory of Sound, Val. II, p. 316, Rayleigh. 2) Theory of Sound, Val. II, p. 351.
3) Lamb, Dynamical Theory of Sound, p. 196. 4) Theory of Sound, p. 333.
5) Architectural Acoustics. A sériés of articles in the
«Engineering record» 1900, also the «American Architect», 1900.
Другое свойство звука производитъ интерференцію волнъ. Отраженныя волны могутъ встрѣтиться съ прямыми и образовать въ нѣкоторыхъ мѣстахъ усиленія звука, а въ другихъ ослабленіе его.
Суммируя все сказанное, мы заключаемъ, что стѣны аудиторіи могутъ вліять на силу ревербераціи, эхо, резонансъ и интерференцію звука, и что наиболѣе часто встрѣчающіеся недостатки—реверберація и эхо. Теперь обратимся къ средствамъ для ихъ исправленія.
III. Методы исправленія плохой акустики. А. Реверберація и ея исправленіе.
Каждый несомнѣнно наблюдалъ, что реверберація замѣчается въ пустомъ домѣ и исчезаетъ, когда онъ омеблированъ. Такъ и въ аудиторіи реверберація уменьшается, когда повѣшаны занавѣси, драпировки и тому подобное въ достаточномъ количествѣ. Причину этого мы поймемъ, когда узнаемъ подробно, куда дѣвается звукъ.
Звукъ—одна изъ формъ энергіи, а энергія не можетъ уничтожаться. Замирая, звукъ долженъ переходить въ другую форму энергіи. Въ приведенномъ выше примѣрѣ стѣнъ комнаты звукъ превращается въ механическую энергію, заставляющую сотрясаться эти стѣны. Часть звука можетъ также выходить чрезъ открытыя окна и исчезать, въ пространствѣ. Остатокъ звука, какъ и показалъ лордъ Рэлей,
вслѣдствіе тренія, превращается въ тепло. Такъ 1), очень высокій звукъ, какъ напримѣръ свистъ, не успѣвъ пройти большаго разстоянія, уничтожается вслѣдствіе внутренняго тренія воздуха. Болѣе низкіе тоны, достигая стѣны, даютъ поводъ къ тренію между частицами воздуха и стѣной и часть энергіи превращается въ тепло 2). Количество теряемой такимъ образомъ звуковой энергіи мало, если стѣна тверда и гладка. Но дѣло обстоитъ иначе, если она груба и пориста, такъ какъ повидимому, треніе въ порахъ превращаетъ звукъ въ теплоту. На этотъ счетъ Лабмъ 3) пишетъ: «въ достаточно узкой трубкѣ волны быстро сглаживаются, механическая энергія теряется, превращаясь, однако, въ тепло. Когда звуковая волна ударяетъ о поверхность, пронизанную множествомъ очень мелкихъ каналовъ, часть энергіи теряется, въ смыслѣ звука, расходясь по этимъ каналамъ, какъ сказано выше. Поры въ коврахъ и драпировкахъ дѣйствуютъ такимъ же образомъ, и этому надо приписать имъ дѣйствіе уничтоженія эхо въ помѣщеніи, такъ какъ извѣстная доля энергіи теряется при каждомъ отраженіи звука. Надо замѣтить, что только вслѣдствіе дѣйствія истинно разсѣивающихъ силъ, какъ вязкости и теплопроводности, звукъ можетъ замереть въ замкнутомъ пространствѣ; одни измѣненія волнъ отъ неправильностей поверхности недостаточны». Надо замѣтить, относительно этого, что механическія препятствія, какъ выступы на стѣнахъ отъ украшеній, или различные предметы, стоящіе въ комнатѣ, первоначально не уменьшаютъ силу звука. Они нарушаютъ правильное отраженіе и уничтожаютъ эхо, но собственно звуковая энергія теряется только подъ вліяніемъ тренія.
Слѣдующая выписка изъ книги Рэлея 4) подтверждаетъ это заключеніе: «Въ обширныхъ помѣщеніяхъ, окруженныхъ непористыми стѣнами, такимъ же поломъ, съ немногими окнами, продолжительный резонансъ, повидимому неизбѣженъ. Заглушающее дѣйствіе при этомъ толстыхъ ковровъ хорошо извѣстно. Дальнѣйшее улучшеніе достигается повидимому обиваніемъ стѣнъ и потолка такимъ же матеріаломъ».
Опытъ исправленія ревербераціи. Наиболѣе старательные опыты примѣненія этого принципа были сдѣланы проф. Wallace С. Sabine изъ Гарвардскаго университета 5). Изъ ряда интересныхъ опытовъ,
1) Theory of Sound, Val. II, p. 316, Rayleigh. 2) Theory of Sound, Val. II, p. 351.
3) Lamb, Dynamical Theory of Sound, p. 196. 4) Theory of Sound, p. 333.
5) Architectural Acoustics. A sériés of articles in the
«Engineering record» 1900, also the «American Architect», 1900.