Как устроить взрыв в кухонной раковине?
Начнём с теории! Громкость звука (или, как говорят физики, уровень звукового давления) измеряется в децибелах. Напряженная тишина в классе во время контрольной – это 40 децибел. Топот и вопли в школьном коридоре на переменке – 90 децибел...
Кстати, самым громким в мире голосом обладает учительница начальных классов из Ирландии Анна-Лиза Флэнаган (на фото). На всемирном конкурсе она сумела крикнуть с громкостью 121.7 децибел. Самое забавное, что для постановки рекорда она прокричала в измерительный микрофон слово «тихо». Разумеется, по-английски: «Quiet!».
Таким образом, Анна-Лиза в одиночку перекричала большой симфонический оркестр, максимальная громкость которого составляет 120 децибел. Громче – только рёв авиадвигателя – 130 децибел... А дальше?
Можно ли вообще получить звук громкостью в 250 децибел? Или в 1000 децибел? Оказывается, нет!
Звуковую волну в принципе нельзя «разогнать» до сколь угодно большой силы (амплитуды), потому в какой-то момент она исчезает, точнее, превращается в совершенно другую волну – а именно волну ударную (многие называют её «взрывной волной»).
Громкость звуковой волны зависит от скорости движения молекул воздуха, и как только эта скорость превысит скорость звука, мы получим уже не звуковую, а ударную волну.
Превратить звуковую волну в ударную у нас с вами вряд ли выйдет (для этого нужно ОЧЕНЬ много энергии, да и опасно это). А вот для того, чтобы увидеть своими глазами обратный процесс – как ударная волна при взрыве вырождается в звуковую, – можно провести очень простой и красивый физический опыт. Его легко сделать, например, в ванной или на кухне.
Направьте на дно ванны или раковины узкую, но сильную струю воды — и увидите, что сперва вода растекается идеально гладким слоем, образующим правильный круг, а затем от этого круга начинает расходиться рябь из больших и маленьких волн. В чём дело?
Пока скорость воды высокая, образуется гладкая поверхность — в нашем опыте это и будет аналогом ударной волны. Но скорость воды падает, и, начиная с определенной границы, по воде начинают расходиться волны — в нашем опыте это будет аналогом звуковой волны (ударная волна вырождается в звуковую).
Обратите внимание: граница между гладким и волнистым участком очень ровная и чёткая, потому и называется она (при движении молекул воздуха) «звуковым барьером». Можно (условно) сказать, что внутри круга вода течёт со «сверхзвуковой» скоростью, а вне круга – с «дозвуковой».
Полистать журнал "Лучик" можно здесь
Наш Телеграм-канал: https://t.me/luchik_magazine
