Как воздух отражает воздух

топ 100 блогов marta-inj — 28.09.2024 Как воздух отражает воздух 123.png
Вот есть флейта (и другие духовые инструменты): зажимаешь отверстие, столб воздуха удлиняется, звук становится ниже.
При этом - что интересно - у флейты конец трубки открытый, и столб воздуха во флейте каким-то образом отделяется от наружного воздуха и гоняет волны внутри себя. Хотя вроде бы непосредственно с этим наружным воздухом контактирует.
Как воздух отражает воздух slide-6.jpg
Волны в воздушном столбе внутри трубки отражаются от воздуха вне трубки. Даже не так: всего лишь убрав палец с отверстия, музыкант делает оставшуюся часть воздуха в трубке отражающей.
Когда волна сталкивается с границей, которая ни жесткая, ни мягкая, а что-то промежуточное, часть волны отражается от границы, а часть проходит через границу. Зависит отражение и переход волны от свойств материала по обеим сторонам границы.
От высокой скорости к низкой (от низкой плотности к высокой)
Как воздух отражает воздух
На анимации волна идет из области низкой плотности (с высокой скоростью волны) в область высокой плотности (с низкой скоростью волны).

От низкой скорости к высокой (от высокой плотности к низкой)
Как воздух отражает воздух
На этой анимации падающая волна переходит из области высокой плотности (низкая скорость волны) в область низкой плотности (высокая скорость волны).


Почему воздух в трубке частично быстрый, а частично медленный? А снаружи воздух медленней, чем внутри флейты (как если бы он был более плотным)?

А вот так! Закон Бернулли: чем быстрее движется жидкость, тем меньше в ней давление (как если бы уменьшилась плотность)
Как воздух отражает воздух word-image-764-1.png
Плотностью вообще-то считается количество частиц/атомов в единице объема. Меньше ли количество атомов в единице объема движущейся жидкости или газа - неизвестно. Скорей всего нет. Но "как бы плотность" меняется настолько, что жидкость/газ расслаиваются и начинают гонять волны с разной скоростью и, значит, отражать их.

Почему же воздух снаружи "медленней", чем внутри флейты? Потому, что он весь связан друг с другом, представляет собой как бы единую инертную массу. Достаточно музыканту убрать палец с отверстия, как за короткое время воздух под этим отверстием становится "медленным", единым с окружающим воздухом и отражающим звуковые волны внутри. И действительно, с какой частотой исполнитель способен переставлять пальцы? Ну, максимум 10 раз в секунду. А частоты звука во флейте от 240 до 2300 Гц. Разницы достаточно для создания отражающей поверхности и резонанса звуковых волн в оставшемся воздушном столбе.
Этот столб воздуха внутри флейты как бы отделяется от окружающего воздуха и начинает жить собственной жизнью: музыкант сообщает ему энергию, и в нем начинают бегать с достаточной скоростью волны, которые как бы уменьшают плотность этого воздуха и, складываясь, рождают звуки.

Что-то похожее происходит с воздухом под действием тепла и солнца: закручиваются струи восходящего воздуха, которые начинают отражать свет, изгибать волны (рефракция), а также нечто подобное происходит с границей страто-тропосфера.
Термоклин и тропопауза
Видим ли мы миражи?

Оставить комментарий

Архив записей в блогах:
Шалом, православные! У нас сегодня в столовой суп только грибной, а я грибы вообще не ем, так как они мне запретили. Короче, приятного аппетита всем и капельку, естественно. Теперь к вопросам. 1. Почему, блин, приезжаешь в какую-нибудь обычную Германию в видишь там в такую-же погоду ...
Кто мне скажет что это? где это? и зачем мне это? Варианты есть? А вот что это))) ...
Предлагаю вашему вниманию перечень стран и организаций, которые оказывали безвозмезную финансовую помощь Грузии с 1995 по 2015 год. по времени эти гранты поступали в Грузию вот таким графиком. Спросите - а где же наш большой, единоверный сосед с Севера? Может он в списке под пункто ...
13:37:30 DSC_6193 ...я просто, к стыду своему, не знаю, как называется за красота. это же ботанический. что там цветёт никто не знает  , даже самые старые работники сада :) ...
Вообще-то, честно говоря, я всегда был уверен - Алексея Анатольевича Навального интересуют и возбуждают несколько другие вещи и персоны. Но, как говорится, не тут-то было. Маргарита Симоньян - вот, оказывается кто является объектом всеобъемлющей ненависти главного отечественного ...