Юный техник, 2005 № 03 | страница 38
С трубкой диаметром 50–80 мм и длиною около метра можно поставить другой опыт. По прямой линии просверлите вдоль нее через каждые 100 мм двухмиллиметровые отверстия, сделайте подвод для газа. Один из торцов закройте жестяной крышкой, другой — упругой резиновой пленкой. Подайте газ и зажгите его возле каждого отверстия. Появятся спокойные, одинаковые по длине язычки пламени. Приблизьте к торцу, закрытому пленкой, громкоговоритель, соединенный со звуковым генератором. Установите на нем частоту, которой соответствует длина звуковой волны, равная длине трубки. Часть звуковых волн начнет отражаться от закрытого торца трубки, возвращаться назад и складываться со звуком, приходящим от громкоговорителя. Так образуется стоячая звуковая волна. Язычки пламени вдоль всей трубки изменят свою длину (рис. 2).
Объясняется это просто. Амплитуда колебаний волны, а значит, и давление воздуха на концах трубки посередине — в узлах волны — близки к нулю. При малом давлении газа в этих точках огоньки могут даже погаснуть. Там, где амплитуда звуковой волны должна быть максимальной, максимальна и высота язычков пламени. В целом хорошо видно, что они выстраиваются по синусоиде, и это убеждает нас в правильности теории. И хотя сегодня этот факт легко подтверждается при помощи электронной аппаратуры, описанный опыт из-за его наглядности демонстрируют во многих университетских лабораториях мира. При помощи чувствительных к пламени газовых горелок в начале XX века делали даже системы оптической телефонной связи. Передатчиком служила газовая горелка, к пламени которой при помощи резиновой трубки непосредственно подводился человеческий голос (рис. 3).
Приемник — вогнутое зеркало с установленными в его фокусе селеновыми фотоэлементами, соединенными с батареей гальванических элементов и телефоном (рис. 4).
Фотоэлементы изменяли свое сопротивление в зависимости от амплитуды падающего на них света. К сожалению, газовые горелки 99,5 % своей мощности излучают в инфракрасном диапазоне, а именно к нему-то селеновые фотоэлементы почти не чувствительны. Поэтому дальность передачи получалась небольшой — десятки метров. Система за свою простоту и наглядность применялась лишь в учебных целях.
Сегодня чувствительность датчиков теплового излучения в миллионы раз выше, чем у селеновых. Этого достаточно, чтобы с прежними горелками вести связь на десятки километров, если повысить мощность горелки и усилить звук голоса.