Почему когда прикладываешь ракушку к уху

И ведь, действительно, многие дети реально уверенны в том, что прикладывая к уху привезенную из летнего отпуска раковину, они слышат шум морских волн. Например, моя дочка примерно в таком возрасте как и Миша  каждый день слушала ракушку и объявляла нам метеорологические сводки: какая сегодня на море погода. То ей слышался шторм, то буря, а то был полный штиль. Так что же она слышала в ракушке?

Если ваш малыш тоже верит в то, что в ракушке слышно море, то придется его разочаровать. Никакого звука волн в ней нет. Да и вообще, чтобы услышать такой звук, не обязательно нужна ракушка. Проведем следующий опыт:

Опыт 1. Слушаем “шум моря”
Возьмите любую ракушку (лучше, если их будет несколько разных) и стакан. Предложите малышу послушать их все по очереди и сравнить услышанный шум. Окажется, что звук в них почти идентичный. Самый красивый звук слышен в закрученной большой раковине. Слабее в более ровной раковине и стакане. 
А теперь попросите малыша сложить ладошки “горсточкой” и приложить к ним ухо. Он услышит все тот же “шум моря”! А если распрямит ладошки, то звук сразу прекратится.
Вывод: звук, слышимый нами во всех этих случаях, не имеет отношения к “морскому” или “не морскому” происхождению предмета, а относится только к его выпуклой форме.

А откуда тогда берется этот звук в выпуклых полых емкостях? Оказывается, мы слышим в ракушке тихие звуки, которые постоянно окружают нас, даже если мы находимся в помещении одни. Только эти звуки усиленны во много раз. Так, что они уже кажутся заметным шумом. Раньше считали, что основной причиной этих звуков был ток крови самого человека. Но теперь это ставится под сомнение, потому что после физических нагрузок, когда ток крови усиливается, слышимый в ракушке шум остается прежним. Предлагаю вам самим это проверить:

Опыт 2. Изменяется ли звук в ракушке от физических нагрузок
Попросите малыша поприседать с приложенной к уху ракушкой или стаканом. Чувствует ли он, как у него участился пульс? Ток крови стал сильнее. А вот как изменился шум? Практически никак.
Вывод: Шум от тока крови не является основным среди шумов, слышимых в ракушке.

Другое распространенное мнение, что мы в ракушке слышим завихрения воздуха, тоже опровергается опытным путем. К сожалению, этот опыт очень трудно повторить в домашних условиях. Ведь для этого нужна звукоизолированная комната. Если в такой комнате поднести к уху ракушку, то шума в ней не услышишь. Хотя воздух в комнате, естественно, точно такой же, как и в обычной комнате. Значит, все дело именно в окружающих нас звуках. Они такие привычные и незаметные, что мы просто перестаем слышать их, а вот с помощью раковины или стакана мы делаем их громче.

В науке физике это явление называется резонансом. А наши ракушка или стакан в таком случае будут резонаторами. Заключается это явление в том, что частота колебаний самой емкости совпадает с частотой колебаний звука и из-за этого усиливается. Это определение приблизительное, но даже его трудно понять детям. Для этого ребенок должен уже знать, что звук – это волны и должен понимать что такое “частота колебаний” (кстати, все это я рассказываю в моем проекте для детей “Нескучная наука”). Но совсем не обязательно ребенку все это объяснять. Явление резонанса до того, как было описано и объяснено, давно уже использовалось людьми.
Еще первобытные племена заметили, что полая колода звучит звучит звонче, чем сплошная – и так изобрели барабан. Что ветер гудит в трубках тростника – и изобрели флейту. (Помните, мы уже с вами подробно разбирали этот вопрос и даже сами делали флейту в занятии про то, почему воет ветер?). Заметили, что струна, натянутая над отверстием небольшого ящика звучит громче, чем без него – так изобрели и гитару, и балалайку и множество других инструментов.
Давайте поиграем на необычном инструменте, непосредственно использующим для звучания резонанс? Это будет самый обычный бокал!

Опыт 3. Поющий бокал.
Надо взять стеклянный бокал (лучше всего подойдет  бокал из тонкого стекла), смочить его край водою, а потом мокрой рукой (кончиками пальцев) водить по его краю по кругу. Через несколько кругов вы услышите протяжный тонкий звук  – это “поет” бокал. Мельчайшие колебания от трения ваших пальцев о край бокала вошли в резонанс с частотой колебаний самого бокала и превратились в слышимый звук.
Поэкспериментируйте с разными уровнями воды в бокалах. Вы услышите звуки разной высоты. При достаточном терпении из нескольких бокалов, “настроенных” на разные ноты, можно сделать настоящий музыкальный инструмент.

Вот тут можно услышать и увидеть как музыкант на поющих бокалах играет фугу Баха.

Но не только в музыке мы используем резонанс. На этом же принципе, например, построено действие детской игрушки йо-йо. Умеет ли ваш малыш правильно почувствовать тот момент, когда надо дернуть за веревочку тем самым добавляя амплитуду колебаниям системе шарик-веревка? Моя дочь Катя пока только осваивает это искусство.

А еще вспомним, что резонанс может быть и опасен. Например, для мостов. Помните занятие, где мы с вами говорили о том, как строят мосты? Для этого дела требуются сложные расчеты и знание законов физики. Иначе может случится беда! Может, вам когда-нибудь доводилось или еще доведется наблюдать, как к мосту подходит строй солдат. Перед тем, как он зайдет на мост, командир обязательно скомандует им: “Сменить ногу!”. Это значит, что солдатам надо будет идти по мосту не строевым шагом, в ногу, а вразнобой. Это нужно для того, чтобы колебания одновременных шагов сразу стольких человек не вступили в резонанс с собственными колебаниями моста. Иначе колебания моста могут стать такими сильными, что мост разрушится! Именно это произошло с Египетским мостом в Петербурге в 1905 году, когда по нему проходил эскадрон конногвардейского полка. Что по легенде как раз и послужило причиной введения новой строевой команды для солдат, переходящих мост.

Вот так, отвечая на простой вопрос про ракушку, мы познакомились с таким непростым физическим понятием как резонанс. Надеюсь, Мише понравится мой ответ 🙂
Если интересно, то можно посмотреть еще про то, какие поделки и развивающие игры можно сделать из ракушек, повторить их названия по презентации, которую я делала о ракушках Черного моря и посмотреть на нашу коллекцию ракушек, узнать Почему камни разные? Почему песок разный?  Кто в Черном море живет? Можно ли пить морскую воду? Почему вода в море соленая? склеить Лэпбук “Морские жители” и провести тематическую недельку “Моряк”

А на следующей неделе я буду отвечать на вопрос мамы Алины и ее сыночка Сережи (3,5 лет) “Как работает эскалатор?“

Чтобы я ответила и на ваши вопросы, вступайте в Клуб и задавайте их!

Для этого надо всего лишь поставить баннер на боковую панель вашего блога или сайта (код баннера можно взять, перейдя на страницу “Клуба почемучек”), а если блога нет, то дать ссылку в любых соц. сетях. Присылайте вопросы мне на почту tavika2000 @ yandex.ua (убрать пробелы) с пометкой “Клуб почемучек”. 
Среди всех присланных вопросов, независимо от того, опубликовала я на них ответ или нет, я разыгрываю призы. Следующий розыгрыш будет проходить по итогам осенне-зимнего сезона и состоится он 1 марта.

Неважно как далеко человек находится от океана, он всегда может услышать громыхание волн, подкатываемых к берегу. Лучше всего этот шум слышен в больших, спиральных стромбидах.

Многие люди считают, что звук, который мы слышим в ракушке, это всего на всего звук движения крови по кровеносным сосудам нашего уха. Но дело совсем не в этом. Если бы это было так, то звук усиливался бы после физических упражнений, когда кровь начинает двигаться быстрее. Но ведь даже после занятия спортом звук не меняется.

Другие утверждают, что этот звук образуется из-за движения потоков воздуха через раковину моллюска. Поэтому, если ракушку держать на небольшом расстоянии от уха, то шум кажется намного сильнее, чем, если поднести ракушку прямо к уху. Но и эта теория не имеет оснований. Поскольку в звукоизолированной комнате, не смотря на то, что в ней есть воздух, ракушка не хочет играть желаемую мелодию океана.

Наиболее правдивой кажется теория о том, что шум океана производится шумом окружающей нас среды. Раковина, если ее держать на расстоянии от уха, улавливает этот окружающий нас шум, который резонирует внутри ракушки. На «шум океана» влияет размер и форма ракушки. Поскольку разные раковины улавливают разные частоты. Услышать шум океана можно и без ракушек. Например, можно взять пустой стакан или прижать ладонь к уху. При чем, двигая кружку или руку, звук «океана» начинает меняться.

На изменение шума внутри ракушки влияет и окружающий шум. Ракушка по своему действию очень напоминает резонаторную камеру. Когда внешний шум проникает внутрь ракушки, отражаясь о ее стенки, он усиливается. Поэтому, чем больше шума снаружи, тем громче кажется звук океана (моря) .

На изменение шума внутри ракушки влияет и окружающий шум. Ракушка по своему действию очень напоминает резонаторную камеру. Любая воздушная замкнутая полость является своеобразным резонатором, в котором концентрируются различные акустические волны. Приближая или удаляя раковину от уха, а также меняя их размер или форму можно заметить, что шумы меняются. Именно окружающие нас звуки, заблудившиеся в лабиринте ракушки напоминают о звуке морского прибоя

Научный консультант редакции сайта «Как и Почему». Свидетельство о регистрации средства массовой информации ЭЛ № ФС 77 – 76533. Издание «Как и почему» kipmu.ru входит в список социально значимых ресурсов РФ.