Энциклопедический словарь (Е-Й) - Ф. Брокгауз

Оттенок З. или тембр зависит именно от того, что во всяком З. вообще основной тон сопровождается в большем или меньшем числе высшими гармоническими тонами. Так, звучащая струна колеблется не только просто целиком, но и каждая ее часть в большей или меньшей степени колеблется отдельно, усложняя, таким образом, общую форму колебания струны, от чего, следовательно, и должен зависеть оттенок З. Эти сложные колебания струны можно наблюдать и изучать при помощи вибрационного микроскопа Гельмгольца. От числа и силы высших тонов, примешанных к основному тону, зависят и гласные З. человеческого голоса.

Сила З. в данном месте есть количество звуковой энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной к направлению распространения З. На основании этого определения можно вывести формулу:

Е = 2p2rwа2N2, в которой r есть плотность среды, w скорость распространения З., a амплитуда колебаний, N число колебаний в 1 секунду. Отсюда следует, что при постоянном N сила З. пропорциональна квадрату амплитуды колебаний и произведению из плотности среды на скорость распространения в ней З. Кроме того сила З. обратно пропорциональна квадратам расстояния данного места от источника З. Некоторая часть З. энергии должна также тратиться в среде на внутреннее трение и преобразовываться в теплоту. Что звукопроводность различных тел неодинакова, можно убедиться простыми опытами. В пустом (безвоздушном) пространстве З. вовсе не распространяется. В водороде – весьма слабо. Жидкости и твердые тела гораздо лучше проводят З., нежели газы. К лучшим проводникам З. принадлежат стекло, сталь, дерево. Между металлами худший проводник – свинец. Дерево значительно лучше проводит З. вдоль волокон, нежели поперек их. Мягкая резина, сердцевина бузины относятся к самым худым проводникам З. Опытами доказано, что можно считать звукопроводность (подобно электропроводности) прямо пропорциональною площади поперечного сечения тела и обратно пропорциональною длине его.

Скорость З. в свободном воздухе, на основании более точных наблюдений, равняется 332,5 метрам при 0°. Вычисление дает тоже самое из формулы: (формула утеряна – Saddam)(где р упругость, D плотность воздуха и есть отношение теплоемкостей воздуха при постоянном давлении и при постоянном объеме. Затем g ускорение тяжести, d плотность ртути, a коэффициент расширения воздуха, t температура, d плотность сухого воздуха при 0° и 76 с. м. давления, f упругость водяных паров в воздухе и h барометрическая высота). С повышением температуры скорость З. возрастает. Она не зависит ни от высоты, ни от силы З. Скорость З. в трубах меньше, чем в свободном воздухе, в особенности в трубах или каналах малого поперечника. Скорость З. в воде, по опытам Колладона и Штурма, 1435 м. При +8°. В твердых телах, хорошо проводящих З., скорость З. еще значительнее. Так в стекле, алюминии, стали – ок. 5200 м.; в чугуне 4300 м., в меди 3750 м.; в свинце же гораздо меньше, именно 1200 м. В каучуке (резине) – изоляторе З. – скорость З. раз в 10 меньше, нежели в воздухе. В дереве, вообще, скорость З. почти такая же, как в металлах, притом она больше по направлению волокон (фибр). Так, напр., в ели скорость З. вдоль волоков в 2,2 раза больше, чем поперек; в сосне – в 1,6 раза больше; в дубе – в 1,36 раза.

Звуковые волны, составляющие последовательные сгущения и разрежения среды, встречая на пути своего распространения другую среду, частью от ее отражаются, частью же входят в нее, преломляются в ней (т. е. изменяют направление распространения). Эхо и резонанс представляют случаи отражения З. Есть возможность прямым опытом убедиться, что законы отражения З. тожественны с законами отражения света (при помоции вогнутых зеркал Пикте, а также и прибора Котрейля с чувствительным пламенем). Преломление З. можно наблюдать при помощи или чечевицы Зондгауса, наполненной углекислым газом, или призмы Гаеха (Hajech), наполняемой различными газами, или сетчатой чечевицы, в которой заключается пух, вата, волос или какие-либо стружки. Источником З. в таких опытах могут служить карманные часы или свисток; в последнем случае фокус, т. е. место, в которое собираются чечевицей звуковые лучи, может быть найден посредством чувствительного пламени.

Интерференцией З. называется явление усиления или ослабления З. при одновременном существовании двух тонов одинаковой высоты. В случае же двух тонов, близких друг другу по высоте, получается явление дрожания или биения звука. Если звуковые волны налагаются так, что как сгущения, так и разрежения отдельно между собою совпадают, то происходит усиление З. Обратно, если сгущение одной волны совпадает с разрежением другой, то получается ослабление З. В частном случае, когда волны распространяются по двум взаимно противоположным направлениям (напр., вследствие отражения, как в органных трубах) получаются так назыв. стоячие волны; в местах, где фазы колебания одинаковы, образуются пучности, а там где фазы противоположны – узлы. Пучности отстоять от узлов на 1/4 длины волны. Самый простой способ наблюдать интерференцию З. – держа камертон вблизи уха, поворачивать его, тогда заметны будут усиления и ослабления З.

Комбинационные тоны, по условиям возникновения, сходны с явлением дрожания З. Они происходят при одновременном звучании двух тонов различной высоты. Их два рода: разностные, открытые Тартини, и суммовые, открытые Гельмгольцем. Разностные тоны сильнее суммовых. Число колебаний разностного комб. тона равно разности чисел колебаний совместных тонов. Объяснение сводится к дрожаниям З., быстро чередующимся, и дающим впечатление определенного тона, если интервал между совместными, притом сильными З., довольно значителен. Но Гельмгольц, на основании существования и суммовых тонов, дает другое объяснение. Он принимает, именно, что комб. тоны обусловливаются основными тонами такой большой силы, а, следов., и амплитуды, к которым уже не применимы простые обыкновенные законы. Следовательно пертурбациями колебательных движений и вызываются комб. тоны. При больших амплитудах приходится уже вводить в расчет зависимость упругой силы не только от первой степени, но и от второй степени перемещения; при этом вычисление действительно показывает, что в результате является новая система простых колебательных движений, соответствующих разностным и суммовым комб. тонам. В музыке комбин. тоны имеют значение по отношению к аккордам. В мажорном аккорде 1, , 2 комб. тоны (разностные) суть: 1, т. е. двойные и простые нижние октавы основного тона, затем октавы квинты и самый основной тон. Следовательно, комб. тоны усиливают только тоны самого аккорда. В минорном аккорде 1, , 2 комб. тонн , 1. Здесь уже получается, между прочим, двойная нижняя октава большой терции, нарушающая частью чистоту созвучия, вследствие чего минорный аккорд носит характер некоторой нерешительности и беспокойства.

Созвучность, консонанс и диссонанс интервалов и аккордов обусловливается еще высшими гармоническими тонами и происходящими от них, более или менее, быстрыми дрожаниями. Если дрожания или очень редки, или очень часты, то, подобно мерцанию света, они не производят неприятного ощущения. Если же дрожания повторяются от 20 до 40 в секунду, то они очень неприятны. Высота З. меняется для наблюдателя во время изменения расстояния между ним и звучащим телом. При уменьшении расстояния З. повышается, при увеличения – понижается. Факт известен давно. Объяснил же его впервые Допплер. Если наблюдатель будет приближаться к звучащему телу, то в его ухо будет попадать в единицу времени большее число колебаний, нежели в том случае, когда он остается на месте, и З. ему будет казаться повышенным. При удалении – обратно. Если скорость движения наблюдателя u, а скорость З. v, то число колебаний в l" .

Когда источник З. перемещается, а наблюдатель в покое, тогда .

Следует упомянуть прекрасный и полный курс акустики проф. Н.П. Слугинова, 1894 г. Следует упомянуть также, что лекции о звуке Тиндадя и Блацерна переведены на русский язык.

Н. Гезехус.

Зебра

Зебра – животное из семейства лошадиных (Equidae), порядка непарнокопытных млекопитающих (Perissodactyla). В Африке водится несколько видов диких лошадей, отличающихся поперечными темными полосами на светлом фоне (их выделяют иногда в особый подрод Hippotigris); наиболее известные между ними – квагга, дау и настоящая зебра. Квагга (Equus quagga Gmel.) по виду более походит на лошадь, чем на осла. На шее (как у остальных видов) торчит короткая прямая грива. Хвост более похож на лошадиный (с более короткой репицей), чем у остальных видов. Общий цвет масти – бурый, ноги, брюхо и длинные волосы хвоста белые; на голове, шее и плечах серые, поперечные полосы, исчезающие на туловище, вдоль спины – темная полоса. Дау, Бурчеллиева или тигровая лошадь (Е. Burchellii Gray) отличается большим развитием поперечных полос. Цвет тела сверху грязно-желтый, внизу белый; голова, шея и все туловище покрыты черными поперечными полосами, которых нет, однако, на белых ногах. Между черными полосами тянутся более узкие бурые. У З. (Е. zebra L.) полосатость достигает наибольшего развития. По складу тела и по хвосту, З. более напоминает осла, чем лошадь; длинные волосы находятся только на самом конце хвоста. На белом или светло-желтом фоне тянутся от конца морды и до копыт поперечные полосы ярко черного или красно-бурого цвета; лишь задняя часть брюха и внутренняя сторона бедр лишены полос. Но величине все три вида не отличаются друг от друга; длина тела до 2,2 м., хвоста – 0,6 м., высота в плечах – 1,3 м. Родина этих животных – южная и вост. Африка, до 5 – 10° с. ш.; в экваториальной части западной Африки и в области р. Конго их нет. Границы распространения отдельных видов еще недостаточно установлены. Все названные виды живут небольшими стадами в 10 – 30 голов; иногда, вероятно во время больших странствований, они собираются в огромные стада в несколько сот голов. Каждый вид держится отдельно от другого, но зато соединяется в одно общество с антилопами, гну, страусами и даже буйволами. Особенно страусы являются их постоянными спутниками. Все виды З. осторожные, пугливые и крайне резвые животные, из хищных животных врагом их является только лев. Тогда как дау и квагга предпочитают равнины, З. держится преимущественно в гористых местностях. Когда пустынные степи выгорают от засухи, они перекочевывают в населенные местности и тогда вредят полям. Голос всех видов отличается как от ржания лошади, так и от крика осла. Неволю они переносят легко, но трудно укрощаются. В неволе З. и квагга давали помеси с ослами и ослицами, при чем ублюдки были в свою очередь плодовиты (вопреки общему правилу о бесплодии ублюдков различных видов).