Ровно пять минут экран был небесно-синим и оттуда доносился художественный кашель профессора. Постепенно кашель перешёл в продолжение лекции:
– Уважаемые охотники за знаниями, теперь вы окончательно поняли, что такое воздух. И особенно что такое свежий воздух. Переходим к следующему понятию – звук. Итак, З-В-У-К! Вы готовы переходить?
Что такое звук?
Звук – колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн в газообразной, жидкой или твёрдой средах. Можно представить звук как колебания плотности среды, распространяющиеся в пространстве, когда при некотором возмущении в среде возникают чередующиеся участки с повышенной и пониженной плотностью. Если среда находится в состоянии покоя, то и звука не будет. Звук, как и любая волна, характеризуется амплитудой и частотой. Амплитуда отвечает за громкость звука, а частота – за высоту звука. Обычный человек способен слышать звуковые колебания в диапазоне частот от 16–20 Гц до 15–20 кГц.
Судя по всему, страна была готова. Потому что профессор решительно начал:
– Давайте мы все как один покричим: «А-А-А». Покричали? Очень мило. Когда мы с вами кричим, у нас в горле колеблется гортань. Она толкает воздух, то есть его отдельные частицы. Они толкают другие частицы, и эта толкотня летит по воздуху от одного человека к другому. Залетает к нему в уши и толкает барабанные перепонки. Они начинают колебаться и передают в голову сигналы. Так мы услышали и поняли, что нам кричат или говорят.
Профессор посмотрел пронизывающим взглядом на всю страну и продолжал:
– Вы когда-нибудь бросали в пруд старые ботинки?.. А? А консервные банки?..
Страна молчала.
– Никогда не следует этого делать. Но если вы бросите в воду, например, корочку хлеба для рыбок, вы увидите круги, которые расходятся от центра падения.
Вдруг профессор Чайников закричал:
– Ба! Да у нас рядом с Центральным телевидением есть Останкинский пруд. Немедленно все туда – будем бросать!!!
Он открыл тяжёлую дверь телестудии и побежал вниз по лестнице. И все осветители со своей аппаратурой, все операторы с камерами сломя голову помчались за ним, хотя ещё секунду назад никто из них никуда бежать не собирался. Вот как умел увлечь народ знаменитый профессор!
Почему на воде всегда круги, а не квадраты или треугольники?
Волны на воде не совсем круглые, но близкие к таковым. Брошенный в воду предмет создает движения, передаваемые от одних частиц жидкости к другим, порождая волны. Каждая точка волны является источником вторичных сферических микроволн. Огибающая фронтов всех созданных микроволн становится фронтом волны в следующий момент времени. В непосредственной близости к предмету волна будет соответствовать геометрии предмета. В дальнейшем волны от плоских участков останутся плоскими, а от углов будут расходиться дуги окружностей, и чем дальше волна, тем окружности будут больше. И уже на большом удалении от предмета будет практически круглой.
Лестница была крутая, и один оператор с телекамерой полетел вниз через шесть ступенек и налетел на осветителя с фонарём. Осветитель был с одним фонарём, а стал с двумя фонарями.
Хорошо, что он не стал давать сдачи своим осветительным прибором, а то бы количество фонарей здорово увеличилось. А это ни к чему, потому что на дворе стоял ясный день.
Вся телебригада подбежала к Останкинскому пруду, и профессор Чайников стал бросать в воду корочки хлеба. Он бросил вверх одну корку и закричал:
– Смотрите, какие сейчас будут круги!
Но кругов не было, потому что корку в воздухе подхватила чайка, а корки кончились. Профессор Чайников послал в буфет молодого редактора – Марину Рубинову – купить ещё пять корочек. Она прибежала через пять минут и сказала:
– Корки кончились, есть только пирожные. Я купила пять штук.
– Давайте! – яростно закричал Чайников.
Ему позарез нужны были круги. Он стал кидать в воду пирожные.
Но чайки ещё больше обрадовались. Их налетело столько, что никаких пирожных не хватит.
Профессор ещё больше рассердился. Он снял ботинок и бросил в чаек ботинком. Ботинок чайки перехватывать не стали, и он спокойно шлёпнулся в воду. От него пошли долгожданные круги. Но профессор забыл о кругах. Он сердился на чаек:
– Вот я вам, бестолковые птицы! Безмозглые летающие существа! Всю лекцию мне сорвали!
Он кинул в них второй ботинок. А среди бестолковых чаек летела одна бестолковая ворона. Она подхватила второй ботинок и стала летать, брезгливо держа его в клюве.
– Отдай! – кричал кипящий профессор. – Отдай! Я тебе сейчас!
Ворона полетела на самый центр пруда и там бросила ботинок в воду. От него пошли ровные круги, и все поняли, что хотел сказать профессор про звуковые волны.
На этом первая лекция профессора Чайникова о звуковых волнах закончилась.
Что хотел рассказать о звуковых волнах профессор?
Звуковые волны, подобно волнам на поверхности воды, распространяются от источника возмущения в разные стороны с одинаковой скоростью.
Лекция II
С какой скоростью летит звук и куда
Кажется, лекции профессора Чайникова заинтересовали народ. Потому что на другой день о летающих пирожных и звуковых ботинках говорило пол-Москвы. И у экранов на следующий раз собралось уже вдвое больше «товарищей телевизоров».
Профессор Чайников появился в телестудии в тапочках, но, как всегда, в галстуке и в беспуговичной жилетке. Он сказал:
– Напомню вам содержание предыдущей лекции. Пространство вокруг нас наполнено молекулами воздуха. То есть такими невидимыми частицами. Когда мы кричим «А-А-А», или «У-У-У», или «ТЫ ЧТО?!», частицы толкают друг друга и звук бежит во все стороны, как круги по воде. Вам всем понятно, дорогие мои добыватели знаний?
Тут на столе у профессора запрыгал телефон. Это звонил один из добывателей:
– Товарищ Кофейников, а с какой скоростью распространяется звук во все стороны, когда мы кричим «А-А», «У-У» или «ТЫ ЧТО?!»?
Профессор Чайников очень обрадовался:
– Это очень интересный вопрос! Видно, что моя лекция будоражит и тревожит умы, заставляет людей мыслить и думать. Отвечаю. Звук распространяется в воздухе со скоростью 330 метров в секунду.
Всегда ли скорость звука 330 м/с?
Величина скорости звука имеет о-о-о-очень широкий диапазон значений, даже в воздухе звук может иметь разную скорость. Это зависит от характеристик вещества, с помощью которого звук распространяется, и определяется упругостью и плотностью среды, а для газов (а воздух это газ) – еще дополнительно и температурой. Как правило, в газах скорость звука меньше, чем в жидкостях, а в жидкостях – меньше, чем в твёрдых телах.
