Въ позднѣйшемъ опытѣ, употреблялся метрономъ, дававшій болѣе сильный звукъ. Онъ былъ заключенъ въ непропускающую звукъ камеру (рис. 2) съ однимъ отверстіемъ, такъ что звукъ направлялся посредствомъ трубки. Этотъ методъ заимствованъ изъ работъ Густава Ліона въ залѣ Трокадеро въ Парижѣ, гдѣ употреблялся подобный же аппаратъ 1). Успѣхъ былъ полный и подтвердилъ наблюденія, сдѣланныя при первомъ опытѣ. Хотя наблюденія, сдѣланныя посредствомъ часовъ и метронома, казались убѣдительными, изслѣдователь не вполнѣ довѣрялъ имъ. Онъ искалъ другихъ методовъ и нашелъ удачный, употребивъ свѣтовую дугу съ перемѣннымъ токомъ въ фокусѣ параболическаго зеркала, (рис. 3). Кромѣ свѣта, дуга издавала свистящій звукъ съ короткими волнами, мало, поэтому, подвергавшихся диффракціи (или отклоненію). Поэтому снопъ лучей сопровождался снопомъ звуковъ; тотъ и другой исходили изъ того же источника и подчинялись тѣмъ же законамъ отраженія. Путь звука легко было найти, опредѣливъ положеніе свѣтовой точки на стѣнѣ. Тутъ примѣнялось положеніе, что уголъ паденія равенъ углу отраженія. Звукъ дуговой лампы былъ силенъ и давалъ наблюдателю увѣренность, которой у него не было при предыдущихъ опытахъ. Чтобъ прослѣдить послѣдовательныя отраженія, маленькія зеркала были прикрѣплены къ отражающимъ стѣнамъ, такъ что путь звука указывался отраженнымъ свѣтомъ. Тогда этимъ методомъ былъ сдѣланъ діагнозъ акустическихъ недостатковъ аудиторіи.
Здѣсь надо замѣтить, что звукъ свѣтовой дуги отличенъ отъ звука говора или музыки; послѣдніе болѣе низкаго тона съ болѣе длинными волнами. Поэтому являлось сомнѣніе, подтвердятся ли полученные результаты для музыкальныхъ звуковъ и говора. Однако, наблюденія, сдѣланныя слушателями, сидѣвшими въ разныхъ мѣстахъ зала во время концертовъ и лекцій, въ общемъ подтвердили выводы, полученные во время опытовъ съ дуговой лампой.
Надо обратить вниманіе, что существуетъ одно возраженіе противъ употребленія «лучевой» методы геометрической оптики въ изученіи звука. Гораздо труднѣе получить лучъ звука, чѣмъ лучъ свѣта 2). Это зависитъ отъ разной длины волнъ въ обоихъ случаяхъ. Оказывается, что волны подвергаются диффракціи или отклоненію въ зависимости отъ своей длины: болѣе длинныя отклоняются на большее разстояніе. Короткія волны солнечнаго свѣта, напримѣръ, проходя сквозь окно, образуютъ на полу
1) La Nature, Paris April. 24 1909.
2) Ragleigh, Theory of Sound, Vol. 283.
точное изображеніе оконнаго отверстія, что показываетъ прямой путь лучей безъ замѣтной диффракціи и разсѣиванія. Совершенно различное происходитъ съ длинными волнами звука. Если окно открыто, мы можемъ, въ дѣйствительности, слышать всѣ звуки съ улицы, даже скрипъ телѣги за угломъ дома, хотя бы сидѣли въ дальнемъ углу комнаты. Длинныя звуковыя волны разсѣиваются, изгибаются подъ прямымъ угломъ около стѣнъ, такъ что для нихъ трудно получить звуковую тѣнь. Далѣе, относительно отраженія, кажется, что поверхность отражающей стѣны должна быть соразмѣрна съ длиной отклоняемыхъ звуковыхъ волнъ. Въ случаяхъ со свѣтомъ волны очень мелки, поэтому зеркало можетъ быть очень мало, и всетаки отражать свѣтъ; но звуковыя волны очень длинны, для разговора средняя длина ихъ (45 см.), въ 700,000 разъ длиннѣе волны желтаго свѣта (0.000006 с. м.), поэтому отражающая поверхность должна быть соразмѣрно гораздо больше. Примѣръ, можетъ быть, лучше выяснитъ это. Предположимъ, что столбъ въ разрѣзѣ въ одинъ кв. футъ выдается изъ воды. Мелкія струйки воды отражаются ясно отъ столба, но крупныя проходятъ почти такъ, какъ бы столба вовсе не было. Отражающая поверхность должна имѣть величину, возрастающую соразмѣрно съ величиной волнъ, чтобы отраженіе могло происходить. Выпуклыя украшенія на стѣнахъ аудиторіи, если онѣ мелки, будутъ оказывать дѣйствіе только на высокіе тоны, т. е. имѣющіе короткія волны, а низкіе, съ длинными волнами, будутъ отражаться, какъ отъ нѣсколько грубой стѣны. Доказано также, что необходимая величина отражающей поверхности зависитъ отъ разстоянія, до источника звука и до наблюдателя; чѣмъ больше эти разстоянія, тѣмъ больше должна быть отражающая поверхность.
Всѣ эти наблюденія показываютъ, что отраженіе звука сложное явленіе. Размѣры стѣны, долженствующей отражать звукъ, или выпуклостей для разсѣянія его опредѣляются длиной волнъ и различными факторами, упомянутыми выше. Надо быть осмотрительнымъ, говоря что «лучъ» звука отражается опредѣленнымъ образомъ отъ мелкой частицы выпуклостей стѣны. Мы имѣемъ дѣло съ «пучками» звуковъ не плотно связанныхъ между собой, и отражаться они должны отъ значительной поверхности, чтобъ произвести достаточно полное отраженіе.
В. Подробности акустическаго изслѣдованія
аудиторіи.
Общее вліяніе стѣнъ аудиторіи на звукъ можно предвидѣть, соображаясь съ подобными случаями въ геометрической оптикѣ, расширяя понятіе «луча»,
Здѣсь надо замѣтить, что звукъ свѣтовой дуги отличенъ отъ звука говора или музыки; послѣдніе болѣе низкаго тона съ болѣе длинными волнами. Поэтому являлось сомнѣніе, подтвердятся ли полученные результаты для музыкальныхъ звуковъ и говора. Однако, наблюденія, сдѣланныя слушателями, сидѣвшими въ разныхъ мѣстахъ зала во время концертовъ и лекцій, въ общемъ подтвердили выводы, полученные во время опытовъ съ дуговой лампой.
Надо обратить вниманіе, что существуетъ одно возраженіе противъ употребленія «лучевой» методы геометрической оптики въ изученіи звука. Гораздо труднѣе получить лучъ звука, чѣмъ лучъ свѣта 2). Это зависитъ отъ разной длины волнъ въ обоихъ случаяхъ. Оказывается, что волны подвергаются диффракціи или отклоненію въ зависимости отъ своей длины: болѣе длинныя отклоняются на большее разстояніе. Короткія волны солнечнаго свѣта, напримѣръ, проходя сквозь окно, образуютъ на полу
1) La Nature, Paris April. 24 1909.
2) Ragleigh, Theory of Sound, Vol. 283.
точное изображеніе оконнаго отверстія, что показываетъ прямой путь лучей безъ замѣтной диффракціи и разсѣиванія. Совершенно различное происходитъ съ длинными волнами звука. Если окно открыто, мы можемъ, въ дѣйствительности, слышать всѣ звуки съ улицы, даже скрипъ телѣги за угломъ дома, хотя бы сидѣли въ дальнемъ углу комнаты. Длинныя звуковыя волны разсѣиваются, изгибаются подъ прямымъ угломъ около стѣнъ, такъ что для нихъ трудно получить звуковую тѣнь. Далѣе, относительно отраженія, кажется, что поверхность отражающей стѣны должна быть соразмѣрна съ длиной отклоняемыхъ звуковыхъ волнъ. Въ случаяхъ со свѣтомъ волны очень мелки, поэтому зеркало можетъ быть очень мало, и всетаки отражать свѣтъ; но звуковыя волны очень длинны, для разговора средняя длина ихъ (45 см.), въ 700,000 разъ длиннѣе волны желтаго свѣта (0.000006 с. м.), поэтому отражающая поверхность должна быть соразмѣрно гораздо больше. Примѣръ, можетъ быть, лучше выяснитъ это. Предположимъ, что столбъ въ разрѣзѣ въ одинъ кв. футъ выдается изъ воды. Мелкія струйки воды отражаются ясно отъ столба, но крупныя проходятъ почти такъ, какъ бы столба вовсе не было. Отражающая поверхность должна имѣть величину, возрастающую соразмѣрно съ величиной волнъ, чтобы отраженіе могло происходить. Выпуклыя украшенія на стѣнахъ аудиторіи, если онѣ мелки, будутъ оказывать дѣйствіе только на высокіе тоны, т. е. имѣющіе короткія волны, а низкіе, съ длинными волнами, будутъ отражаться, какъ отъ нѣсколько грубой стѣны. Доказано также, что необходимая величина отражающей поверхности зависитъ отъ разстоянія, до источника звука и до наблюдателя; чѣмъ больше эти разстоянія, тѣмъ больше должна быть отражающая поверхность.
Всѣ эти наблюденія показываютъ, что отраженіе звука сложное явленіе. Размѣры стѣны, долженствующей отражать звукъ, или выпуклостей для разсѣянія его опредѣляются длиной волнъ и различными факторами, упомянутыми выше. Надо быть осмотрительнымъ, говоря что «лучъ» звука отражается опредѣленнымъ образомъ отъ мелкой частицы выпуклостей стѣны. Мы имѣемъ дѣло съ «пучками» звуковъ не плотно связанныхъ между собой, и отражаться они должны отъ значительной поверхности, чтобъ произвести достаточно полное отраженіе.
В. Подробности акустическаго изслѣдованія
аудиторіи.
Общее вліяніе стѣнъ аудиторіи на звукъ можно предвидѣть, соображаясь съ подобными случаями въ геометрической оптикѣ, расширяя понятіе «луча»,