Нам, ребята,не до смеха:
Слышим в чаще звуки эха.
Все за нами повторяет
И домой не отпускает.

“Эхо! Эхо!” – закричим,
А потом стоим ,молчим.
“Эхо,” – повторяет эхо.
Потому нам не до смеха.

Как нам тайну разгадать?
Может, в книгах прочитать?
Много в жизни есть чудес.
Нам открой их, ширь небес!

Светлана Лемаева

Давайте же раскроем вместе с Вами секрет Эхо и разгадаем тайну, которую не смогли найти ребята из стихотворения.

С Вами мы узнаем:

• Что такое эхо и когда его можно услышать;

• Где применяется явление эхо;

• Что такое звуковой резонанс;

• Какие бывают резонаторы;

• Места где существует эхо;

• Что помещения тоже могут быть резонаторами;

• Что камни тоже умеют петь.

Легенда об Эхо

В лесах Эллады, на берегах светлых ручьев, жила прекрасная нимфа по имени Эхо. Ее наказала Гера, жена всесильного Зевса: молчать должна была нимфа Эхо, а отвечать на вопросы она могла, лишь повторяя последние слова.

Однажды в густом лесу заблудился прекрасный юноша Нарцисс, сын речного бога Кефиса и нимфы Лаврионы. С восторгом глядела Эхо на стройного красавца, скрытая от него лесной чащей. Нарцисс огляделся кругом не зная, куда ему идти, и громко крикнул:

– Эй, кто здесь?

– Здесь! – раздался громкий ответ Эхо.

– Иди сюда! – крикнул Нарцисс.

– Сюда! – ответила Эхо.

С изумлением смотрел прекрасный Нарцисс по сторонам. Никого нет. Удивленный этим, он громко воскликнул:

– Сюда, скорей ко мне!

И радостно откликнулась Эхо:

– Ко мне!

Протягивая руки, спешит к Нарциссу нимфа из леса, но гневно оттолкнул ее прекрасный юноша. Никого не любил он, кроме одного себя, лишь себя считал достойным любви. Ушел он поспешно от нимфы и скрылся в темном лесу. Спряталась в лесной чаще и отвергнутая нимфа. Страдает от любви к Нарциссу, никому не показывается и только печально отзывается на всякий возглас…

Но это всего лишь печальная древнегреческая легенда.

Посмотрим на эхо с точки зрения современной физики.

Эхо с точки зрения физики

Эхо – это звуковая волна, отраженная какой-либо преградой и возвращающаяся туда, откуда начала распространяться.

Но почему мы не слышим эхо в небольшой квартире? Ведь и в ней звук должен отражаться от стен, потолка, пола.

Эхо слышно

Оказывается, эхо слышно лишь в том случае, когда отраженный звук воспринимается отдельно от произнесенного. Для этого нужно, чтобы промежуток времени между воздействием этих двух звуков на барабанную перепонку уха составлял не менее 1/15 с.

Посчитаем

Давайте посчитаем наименьшее расстояние до объекта, от которого будет отражаться звуковая волна.

Применение явления Эхо

Давайте подумаем!

Как и где применяется явление эхо в жизни?

Некоторые животные используют особый вид связи – эхолокацию – для общения между собой и ориентирования на местности. Например, летучие мыши с помощью эхолокации ориентируются на месте, а дельфины и касатки общаются.

На принципе отражения волн построена работа многих приборов – сонаров, эхолотов, радаров, громкоговорителей и др.

Первый гидролокатор был изобретен в конце первой мировой войны, но принцип действия таких приборов остается неизменным и в настоящее время.

Рассмотрим работу эхолота. Этот прибор представляет собой гидролокатор и используется для исследования рельефа дна водоемов. Вместо звукового сигнала в эхолоте применяется ультразвук, а для обработки данных применяется ЭВМ.

Рупор

На свойстве отражения звука от гладких поверхностей основано действие рупора – расширяющейся трубы обычно круглого или прямоугольного сечения.

При использовании рупора звуковые волны не рассеиваются во все стороны, а образовывают узконаправленный пучок, за счет чего мощность звука увеличивается, и он распространяется на большие расстояния.

Звуковой резонанс

Звуковой резонанс – это явление резкого возрастания амплитуды колебаний тела при совпадении частоты колебаний звуковой волны с его собственной частотой.

Камертон и его резонатор

Как вы думаете для чего нужен деревянный ящик у камертона?

Ящик, способствует усилению звука и наиболее полной передачи энергии. Усиление звука происходит за счет колебаний самого ящика и особенно столба воздуха в нем. Размеры ящика подбирают таким образом, чтобы собственная частота воздушного столба в нем совпадала с частотой колебаний камертона.

Ящик у камертона называют резонатором.

Где найти резонаторы?

В музыкальных инструментах роль резонатора выполняют части их корпусов. Например, в гитаре, скрипке и других струнных инструментах резонаторами служат деки.

Они усиливают издаваемые струнами звук и придают звучанию инструмента характерную для него окраску – тембр.

Тембр зависит от формы, размера, материала и лака резонатора.

Резонаторы имеются и в нашем голосовом аппарате. Источники звука в голосовом аппарате – это голосовые связки.

Они приходят в колебание благодаря продуванию воздуха из легких и возбуждают звук, основной тон, который зависит от натяжения голосовых связок.

Известные эхо мира

№ 1

В замке Вудсток в Англии эхо отчетливо повторял 17 слогов (разрушен во время Гражданской войны)

№2

Развалины замка Деренбург возле Гальберштадта давали 27-сложное эхо, которое, однако, умолкло с тех пор, как одна стена была взорвана.

№3

Скалы, раскинутые в форме круга возле Адерсбаха в Чехословакии, повторяют, в определенном месте, троекратно 7 слогов; но в нескольких шагах от этой точки даже звук выстрела не дает никакого эхо.

Помещение как резонатор

Качество звучания в помещении особенно важно для театров, филармоний.

Есть даже особый раздел акустики – архитектурная акустика. Она решает проблемы проектирования залов с хорошей слышимостью. «Правильное» помещение и само является резонатором.

Китайский национальный театр в Пекине

Подобные залы имеют округлые потолки и стены, благодаря чему звук доходит до каждого зрителя.

Большой театр в Москве

При вогнутой форме стен звук возвращается почти по той же траектории, что и распространяться, т.е. доходит до каждой точки зала практически без потерь.

Гранд-Опера в Париже

Задача

Гидролокатор корабля посылает ультразвуковой сигнал вертикально вниз. Сигнал возвращается через 3 секунды. Какая глубина моря под кораблем?

“Поющий” камень

Недалеко от Баку, столицы Азербайджана, есть пустыня со знаменитым «поющим» камнем. Он настолько известен, что получил имя — «Каменный бубен».

Эта удивительная глыба имеет свойство: если ударить по ней камнем, то звук получается такой же громкий и чистый, как у колокола. Как же физика объясняет этот пример звукового резонанса?

Удар приводит к краткосрочной деформации — тут же от точки столкновения во все стороны бегут звуковые волны. На скорость их расхождения размеры камня не влияют. Однако волна может свободно распространяться только в неограниченном пространстве. А ведь мы знаем, что камень и воздух имеют границы (там, где они соприкасаются). Когда волна добегает до рубежа, она частично проходит в другую среду — из камня в воздух. Оставшаяся часть акустической энергии отражается в обратном направлении.