Колебания камертонов, пластинок и колоколов

1. Колебания узкой пластинки, закрепленной с одного конца. 1) Тиски. 2) Полотно ножовки.

Зажимают ножовку в тиски и заставляют ее колебаться. Уменьшают длину колеблющейся части; при этом получаются все более высокие звуки. Этим доказывается, что частота колебаний пластинки зависит от длины.

2. Колебания камертонов. 1) Несколько камертонов различной высоты. Показывают, что высота тона камертона зависит от длины и толщины его ветвей.

3. Узлы и пучности в камертоне. 1) Камертон. 2) Смычок или билка. Возбудив звучание камертона, касаются пальцем или бородкой птичьего пера одной из ветвей камертона на расстоянии одной трети от конца. Основной тон при этом гасится, но слышен слабый тон более высокой частоты, являющийся обертоном камертона.

4. Обертоны камертона. 1) Камертон на резонансном ящике. 2) Смычок. Возбуждают камертон, проводя, смычком на высоте приблизительно половины длины ветви (от основания). Слышен высокий пронзительный тон. У достаточно длинных камертонов можно возбудить также и второй обертон, проводя смычком на высоте примерно трети длины ветви (от основания).

5. Зависимость высоты тона камертона от температуры. 1) Два камертона, настроенные в унисон. 2) Смычок. 3) Сосуд с горячей водой (70—80°). 4) Тряпка.

Один из камертонов опускают на несколько минут в горячую воду. Вынимают и быстро вытирают. Немедленно возбуждают оба камертона. Слышны биения, частота которых постепенно убывает вследствие охлаждения камертона. Более сильно греть камертон не следует, чтобы не отпустить стали.

6. Проектирование записи колебаний камертона (по А. А. Покровскому). 1) Камертон с острием. 2) Стеклянная пластинка (30 см X 30 см). 3) Мелкий песок. 4) Кинолампочка. 5) Трансформатор 120/12.

Ставят лампочку, питаемую от трансформатора, на полу. Над ней помещают стеклянную пластинку так, чтобы получить теневую ее проекцию на потолок (рис. 98). На пластинку рассыпают тонким равномерным слоем песок. Возбудив колебания камертона, ведут острием по песку, вычерчивая на нем волнистую кривую. Процесс вычерчивания кривой наблюдают по теневой проекции на потолке.

Рис. 98. Проектирование записи колебаний камертона на потолок

Если нет специального камертона с острием, можно прикрепить пишущее острие к щипцам для углей или к согнутому в виде подковы железному стержню. Обычный камертон для этого опыта не годится, так как амплитуда его колебаний слишком мала.

7. Развертывание на экране колебаний камертона. 1) Камертон. 2) Штатив с держателем. 3) Фонарь. 4) Вращающаяся зеркальная призма; диафрагма с круглым отверстием.

Колебания концов ветвей камертона происходят почти прямолинейно. Поэтому зайчик от приклеенного к ветви небольшого камертона зеркальца не движется по экрану. Чтобы получить движение зайчика по экрану, зеркальце (или просто кусочек очень тонкого стекла) приклеивают к полоске папиросной бумаги, в свою очередь приклеенной к ветвям камертона, как показано на рисунке 99. Колебания зайчика развертываются в кривую на экране так же, как и в опыте § 8, б, т. е. вращающимся зеркалом или движущимся диском с объективами.

Рис. 99. Приспособление для превращения поступательных колебаний ветвей камертона во вращательные колебания (Z – зеркальце)

Схема расположения приборов показана на рисунке 100.

Рис. 100. Расположение приборов для развертывания колебаний камертона на экран: S — источник света в проекционном фонаре; D — диафрагма с круглым отверстием; О — объектив; К—камертон; Z—вращающаяся зеркальная призма. Ось призмы под прямым углом к ветвям камертона

8. Запись колебаний камертона. 1) Камертон с острием. 2) Закопченная стеклянная пластинка. 3) Проекционный фонарь.

Для записи колебаний камертона употребляют специальные, дающие низкий тон, с длинными, относительно тонкими ветвями, камертоны» К одной из ветвей привинчена двумя винтами тонкая стальная пластинка,, заканчивающаяся острием (рис. 101). Для возбуждения такого камертона можно сильно сжать пальцами концы ветвей и отпустить.

Рис. 101. Камертон с острием

Если камертона с пишущим острием нет, то можно прикрепить острие к обыкновенному, достаточно мощному камертону. Острие делается из тонкой стальной проволоки (струна балалайки) или из жесткой щетинки и прикрепляется к ветви камертона воском (рис. 102). Маленькие камертоны, служащие для настройки музыкальных инструментов, слишком быстро затухают и для записи кривых не годятся.

Рис. 102. Прикрепление острия к камертону

Для закапчивания можно взять стеклянную пластинку от испорченного негатива (9 см * 12 см). Ее необходимо совершенно отмыть от эмульсии. Чтобы легко .и быстро закапчивать стеклянные пластинки, следует специально выделить спиртовку, наполнить ее смесью спирта и скипидара (50%) фитиль ее должен выдаваться верх над светильней лишь на 1—2 мм.

Опыт производится так: возбудив камертон, быстро и равномерно проводят дрожащим острием по закопченной пластинке, стараясь вести его по прямой линии. Можно также держать камертон неподвижно к двигать мимо него закопченную пластинку. Для этой цели можно прикрепить к пластинке посредством сургуча прочную нитку; чтобы пластинка двигалась равномерно, ее надо двигать между двумя планками, прикрепленными к доске (рис. 103).