Буравчик на звуковых волнах. Что мы слышим, и как это звучит? - читать бесплатно онлайн полную версию книги автора Алексей А. Насретдинов (Обращение к читателям, или Когда автор был маленьким) #1

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

Издано при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям в рамках Федеральной целевой программы «Культура России (2012–2018 годы)»

⁂

Обращение к читателям, или Когда автор был маленьким

Дорогие друзья, маленькие и большие!

Вы взяли в руки мою книжку «Буравчик на звуковых волнах».

Зачем я ее написал? Думаете, я знаю? Не знаю.

Когда я был маленьким, но уже немножко большим и учился в школе, у меня была куча вопросов. Да и сейчас куча не меньше. Но сейчас я хоть примерно представляю себе, как эту кучу разгребать. А тогда?..

С точки зрения взрослых, вопросы были глупые. Почему бывает радуга и зачем? Откуда взялся первый звук? Почему скрипка звучит «так», а орган «не так»? Почему музыка звучная? Как устроено ухо? Зачем нужны черные клавиши? И множество других вопросов.

Я учился в музыкальной и физико-математической школах, вокруг были умные взрослые, но ни родители, ни учителя то ли не хотели, то ли просто не умели отвечать на подобные вопросы.

Став взрослым и почти умным, я понял, что глупых вопросов не бывает, бывают только глупые ответы. И «детские» вопросы – одни из самых интересных для настоящих ученых.

Вот мы и попробовали собрать реальные «детские» вопросы детей 1–5-х классов. Вопросы получились бессистемными, что понятно, зато честными – взрослые за детей их не придумывали. И именно на них я постарался ответить в этой книжке.

Хотим поблагодарить за помощь в создании этой книги:

ГБОУ СОШ № 967, средняя общеобразовательная школа (Москва),

МБОУ Школа-интернат среднего (полного) общего образования (Чукотка, п. Провидения).

Так уж получилось, что тут собрались вопросы о музыке и физике. Ну и что? Это ведь очень интересно.

Читайте эту книжку вместе со взрослыми, если вы ребенок; или вместе с детьми, если вы уже стали взрослым; или читайте самостоятельно, если сами не знаете, кто вы. Я вот, например, не знаю.

Какая разница, большой вы или маленький? Главное, у вас есть вопросы, а у меня – ответы на них. И вместе нам очень интересно!

Очень важное знакомство. Писатель и звук Почему собственный голос в записи – «противный»?

Буравчик и Босленка шли домой из школы. Уже хотелось кушать. Но до дома еще далеко, метров пятьсот, наверное.

По дороге они, как обычно, обсуждали прожитый, правда, еще не до конца, день.

– Почему нас рассадили, Босленка? Не правы они, – рассуждал Буравчик.

– Ты же болтаешь на уроках!

– Ничего я не болтаю, только ногами. Чего у них стулья такие высокие?

– Это не стулья высокие, а кто-то очень любопытный, не знаешь кто?

– Кто?

– Ты!

– Так учительница говорит все время – ей можно? Вот и я говорю. Я даже меньше говорю, чем она. Просто она громко говорит, и мне тоже приходится громче говорить.

– А я из-за этого ничего понять не могу – ни что учительница говорит, ни что ты говоришь.

Так они беседовали, приближаясь к дому.

Буравчик, мужчина младшего школьного возраста, действительно был очень любопытным и дотошным. Его интересовало все. Почему деревья растут? Почему они растут вверх, а не вниз, ведь все падает вниз, если отпустить? Почему дует ветер и куда он дует? Почему есть девочки и мальчики? И еще сотни самых разных вопросов.

Босленка, маленькая рассудительная соседка Буравчика по парте и по дому, дружила с ним, ужасным непоседой, потому что с ним было невероятно интересно. Босленка училась музыке, играла на скрипке. Она тоже была любопытной, но она была девочкой, а девочки часто бывают более воспитанными, и это вредит любопытству.

А еще у Буравчика был страшный секрет. Он переписывался с настоящим писателем, сам переписывался. Ни папа, ни мама Буравчика даже не были знакомы с писателем.

Однажды мама Буравчика взяла его в библиотеку. Маме нужно было найти там какие-то важные документы: она была бухгалтером и постоянно работала с документами. Как можно работать с документами, Буравчик не очень понимал, но мамину работу уважал. В библиотеке мама пошла в читальный зал, а Буравчика туда не взяла, ведь в читальном зале у всех сосредоточенные лица и там очень тихо. А Буравчик не умел делать сосредоточенное лицо, по крайней мере надолго, и тихим он быть просто не умел. Поэтому мама посадила его в соседнем зале. Там шла встреча творческой молодежи и творческих взрослых с настоящим взрослым писателем. Творческие личности задавали писателю очень умные и важные вопросы:

– Какие ваши творческие планы?

– Какова ваша целевая аудитория?

– Какие тиражи вы считаете приемлемыми с финансовой точки зрения?

Буравчик ничего не понимал в этих вопросах; наверное, они были очень интересными, но писатель все время пытался зевнуть. Не выспался, что ли?

– Вы что, не выспались? – неожиданно спросил Буравчик писателя.

В аудитории зашикали на мальчика, задавшего неумный вопрос. Но писатель вдруг улыбнулся и сказал:

– Не выспался. Пытался фотографировать Луну с балкона, но ничего не получилось, туман был.

– А почему бывает туман? – спросил Буравчик.

На Буравчика опять зашикали: «Спросишь у папы дома, не отвлекай писателя». Но писатель, наоборот, приободрился и обрадовался «неумному» вопросу.

– Я тебе расскажу, молодой человек, после встречи. Как тебя зовут? Буравчик? Какое замечательное имя! Не уходи, скоро мы закончим и поговорим.

Читательская аудитория еще немного попытала писателя вопросами, но надолго их не хватило. А Буравчик ёрзал на стуле и никак не мог дождаться окончания творческого вечера.

– Ну, молодой человек, откуда ты такой взялся-то? – спросил писатель Буравчика.

– Мама говорит, что они с папой меня задумали.

– Это, конечно, правда, а где твои родители?

– Мама в читалке, а папа лимонад делает.

– Как это?

– Ну, это сложный процесс, я сам еще до конца не понимаю. Что-то там он подыскивает, кажется, ингредиенты. А вы хорошо в школе учились?

– Нормально, – улыбнулся писатель. – А ты компьютером пользоваться умеешь?

– Конечно! У меня есть планшетник! Мне его дядя подарил на день рождения!

– Отлично! Ты мне очень понравился, мне кажется, мы могли бы быть полезными друг другу.

– А какая от меня польза?

– Ну, ты очень любопытный, а мне нужен свежий взгляд на вещи, про которые я пишу, и нет ничего лучше детских вопросов. А ты можешь мне в любое время задавать вопросы, самые разные, самые глупые. Конечно, ты понимаешь, глупых вопросов не бывает, бывают только глупые ответы.

– Ух ты! Правда, можно вам писать?

– Правда, правда. Вот мои контакты в Интернете, пиши, Буравчик. Ну, пока.

Буравчик спрятал визитную карточку писателя в портфель и пошел искать маму. Мама уже поработала с документами и шла навстречу Буравчику.

– Мама, а я с писателем познакомился! – сказал Буравчик.

– Фантазер ты мой, пойдем домой быстренько, ужинать пора.

И они пошли домой. А Буравчик все думал, какой же вопрос задать писателю? Какой-нибудь умный, вроде: «Какие у вас творческие планы?»

Вечером Буравчик лежал в кровати и все думал. Он часто так делал, почти всегда. Думал он, например, о том, почему только учительнице на уроках можно говорить? И почему Босленка не поняла, о чем говорила учительница, а главное – о чем болтал Буравчик, ведь он-то старался говорить громче? И вообще, что такое «говорить»? Это вот мы с помощью рта всякие звуки издаем, разные. А зачем мы их издаем? И чем? И что такое звук?

Вопросы мучили Буравчика, он не утерпел, тихонечко достал планшетник из портфеля и написал свой первый вопрос писателю:

Что такое звук?

Ответ писателя пришел быстро, Буравчик даже заснуть не успел.

Привет, Буравчик! Молодец, что написал! Что такое звук? Точного ответа не существует. Физики говорят одно, музыканты – другое, поэты – третье, а тибетские монахи… Хорошо бы привести мнения всех людей о том, что такое звук, но ограничимся взглядом физиков. Ведь из всех перечисленных подходов только физика является наукой.

Звук – это то, что мы слышим. Физики говорят, что звук образуется тогда, когда что-то колеблется, какое-нибудь тело. Когда что-то меняет свою форму. Так как мы, люди, живем в воздушной среде, самые привычные звуки для нас те, что распространяются в воздухе.

Звук – это волна. Ты видел волны в реке или на море? Такие же волны распространяются и в воздухе.

Частички воздуха, рождая звук, колеблются. Но воздух прозрачен, и мы не видим его колебаний.

Зато наше ухо может воспринимать колебания плотности и изменение давления воздуха.

К изменению плотности воздуха, то есть к возникновению звука, приводит любое движение твердого тела. Это могут быть колебания голосовых связок – и тогда мы слышим речь человека, или колебания натянутой струны – и тогда мы слышим звучание музыкального инструмента.

Однако не все волны одинаковы. Важно, с какой частотой[1] колеблется струна, сколько колебаний в секунду она совершает. Если с высокой частотой – мы слышим высокий звук, а с низкой – низкий звук, конечно, до определенного предела, но мы с тобой еще об этом поговорим. Звук может быть громче или тише. Если амплитуда колебаний больше – звук громче, если меньше – звук тише.

В природе, в мире постоянно что-то происходит. Светят звезды, кусаются комары, пищат летучие мыши, мама шуршит документами, вулкан извергается. Все эти явления что-то да производят: свет, звук, тепло, запах. И все эти вещи объективно существуют в природе. Но мы, люди, не можем воспринимать все явления в природе, мы можем чувствовать только часть из них. Для этого-то у нас и есть зрение, слух, обоняние и другие. Например, мы не слышим писк летучих мышей, они пищат очень тонко, издавая ультразвуки. Мы не видим рентгеновские лучи, которыми пользуются медики. Нюх у нас гораздо хуже, чем у собак.

Что я хочу сказать, Буравчик? То, что у нас, у людей, есть несколько датчиков, несколько органов чувств. И слух – функция одного из них. И чувствуем мы не все, многое, что есть в мире, совсем не замечаем.

Итак, про звук и слух. Как звук попадает в ухо? Как мы слышим? Звук в воздушной среде достигает барабанной перепонки уха, заставляя ее колебаться чисто механически, как маленький барабан. Далее звук проходит через цепь приспособлений внутри уха (молоточек, наковаленка, стремечко, улитка, нервные клетки) и воспринимается человеком как образ. Но звук поступает в слуховой аппарат человека не только через барабанную перепонку. Через колебания костей черепа он попадает непосредственно в среднее ухо и в искаженном виде добавляется к звуку, проходящему через барабанную перепонку. Когда мы сами говорим, это особенно заметно. Вот почему восприятие собственного голоса «напрямую» в голове сильно отличается от восприятия голоса, записанного через внешний микрофон. Более того, свой голос в записи воспринимается человеком как «противный».

Также не всегда человек воспринимает звук только через воздушную среду. Якуты, бушмены прикладываются ухом к земле, чтобы заранее услышать приближающиеся стада оленей и бизонов. Некоторые особо любопытные рыбаки берут в зубы конец толстого деревянного шершавого весла, опущенного в воду, чтобы слышать звуки подводного мира.

Известно, что скрипачи и настройщики, у которых с возрастом снижается слух, дотрагиваются зубами до вибрирующего смычка или другого твердого предмета, прислоненного к резонатору инструмента, для того чтобы лучше слышать музыкальный звук.

Итак, звук – это колебание воздуха, которое создается колебанием твердого или жидкого тела. Понял, Буравчик?

Эксперименты

Возьми струнный музыкальный инструмент: гитару, домбру, скрипку. Дерни за струну. Ты услышишь звук. Струна будет колебаться и создавать колебания воздуха, вот ты их и услышишь, это и будет – звук. Причем музыкальный звук. В нем есть одна основная частота звука. Такой звук можно напеть.

Подойди к крану с водой. Открой его. Ты услышишь шум. Это вода бьется о поверхность раковины, создавая колебания самой разной частоты. Поэтому ты услышишь не музыкальный звук, а шум. Но шум – это тоже звук, хотя его напеть уже не получится. Увидеть звуковые колебания в воздухе непросто, ведь воздух прозрачный.

Подойди к большому дому, но не очень близко. Желательно, чтобы было тихо. И похлопай в ладоши или покричи. Ты услышишь, что звук, отраженный от здания, запаздывает. Это происходит потому, что скорость звука не такая уж и большая – 340 метров в секунду. Если расстояние до дома 500 метров, то ты услышишь возвращенный к тебе звук где-то через 2–3 секунды, это заметно.

Хорошо, скажем, издалека наблюдать за игрой в большой теннис. Удар ракеткой по мячу ты видишь, а звук приходит позже. Та же история и с молнией. Ты видишь вспышку молнии, а гром, звук от нее, может прийти только через несколько секунд. Теперь ты понимаешь, что скорость звука в воздухе хоть и больше скорости автомобиля, но гораздо меньше скорости света.