Антон Благин - Геометрия жизни

Диффузор головки громкоговорителя совершает колебания: двигаясь, он сжимает воздух перед собой и разреживает его позади себя. При этом звуковые волны от передней и задней сторон диффузора различаются по фазе на 180 градусов, что соответствует половине длины излучаемой волны. Если в ту или иную точку пространства придут волны: прямая от передней и обратная от задней сторон диффузора, то взаимодействуя, они почти или полностью уничтожаются и звук не будет слышен.

При этом вместо того, чтобы возбуждать звуковые волны в окружающем пространстве, диффузор будет «перегонять» воздух с одной стороны на другую (создавая торообразный воздушный поток. — А.Б.).

Этот эффект называют акустическим коротким замыканием.

Он проявляется только на частотах, при которых размеры диффузора малы по сравнению с длинами волн.

(«Справочник радиолюбителя», Киев, «Наукова Думка», 1981).

Очевидно, что колеблющийся диффузор громкоговорителя не может создавать упругие деформации воздушной среды (порождать звуковые волны), если размеры диффузора намного меньше длины волны, соответствующей частоте его колебаний.

Это происходит потому, что воздух в силу присущей ему текучести успевает перетекать по короткому пути с передней стороны диффузора на заднюю, из области давления в область разрежения. Способствует этому перетеканию упругое сопротивление среды.

Процесс перетекания воздуха и назван акустическим коротким замыканием.

В данном случае, в силу того, что путь перемещения частиц среды в контактной зоне диффузора много короче длины акустической волны, соответствующей частоте его колебаний, сопротивление трения частиц воздуха между собой и материалом диффузора значительно меньше, чем упругое сопротивление воздушного пространства распространению (переносу) импульса.

Как известно, В Природе всё течёт по пути наименьшего сопротивления [100]силового (на Земле — гравитационного) поля, так как на таком пути тратится наименьшее количество энергии.

Эта картина, кстати, моделирует протекание электрического тока по двум резисторам (сопротивлениям). Очевидно, что в случае, когда сопротивления станут равны, энергия, подводимая к излучателю будет расходоваться как на перенос импульса, так и на неизбежное трение воздуха в контактной зоне диффузора в равных долях. Его КПД достигнет 50 %.

Здесь напрашивается буквально лежащий на поверхности вопрос: «Что же перетекает вокруг катушки контура, если вокруг диффузора перетекает воздух?».

Если воздух — это среда, в которой распространяются звуковые волны, то ответ на вопрос тоже лежит на поверхности: перетекает вокруг катушки среда, в которой распространяются так называемые электромагнитные волны.

Заметьте!

Не волна перетекает, а среда. Среда может быть только материальной, ибо ей присуща совершенно определённая скорость распространения упругих волн. В воздухе это 330 м\сек, а в нашей среде — 300000 км\сек. Скорость продольных волн в упругой среде определяется элементарно просто: она прямо пропорциональна упругости среды и обратно пропорциональна её плотности.

Могу даже подсказать: упругость «магнитопроницаемой среды» (так в радиотехнике называется эфир) соразмерна с внутренним давлением (упругостью) вещества в пространстве атомных ядер.

Попробуйте при атмосферном давлении надуть футбольный мяч до тысячи атмосфер и Вы сразу поймёте всё! У вас просто лопнет мяч. Произойдёт это примерно при десяти атмосферах. Но надуть его до тысячи атмосфер всё-таки можно… если атмосферное давление будет не 1 килограмм на квадратный сантиметр, а, к примеру, 995!

Но можно ли надуть мяч пустотой?

Если такое «надувательство» мяча невозможно, то кто же и чем «надувает» простых смертных, популярно рассказывая о достижениях физических наук?

А теперь вопрос на засыпку: если электромагнитная волна распространяется в пустоте (вакууме), а пустота, по классическому учению, это «свободное пространство, в котором ничего нет», то какими уравнениями прикажете описывать перетекание пустоты в катушке?

Не будет ли это описание напоминать цирковой номер незабвенного Карандаша (Михаила Николаевича Румянцева (1901–1983 гг.)), который с чисто клоунским изяществом показал, как в науке можно переливать из пустого в порожнее на защите кандидатской диссертации.

В этой клоунской репризе его оппоненты задавали вопрос: «А можно ли из порожнего перелить в пустое?» И великий клоун отвечал: «Это есть тема моей докторской диссертации!», после чего с грохотом проваливался в буквальном смысле под бутафорскую кафедру.

Если же продолжить наши рассуждения на серьёзной ноте, то надо признать, что существует по меньшей мере пять аспектов подобия распространения звука и света в виде волн.

1. Оба процесса идут в упругих средах.

2. И той, и другой среде присущи предельная скорость распространения любой волны, которая не зависит от длины волны. Эта скорость — паспорт не волны, а среды!

3. И в той, и в другой среде наблюдаются такие явления как дифракция, интерференция и ударная волна.

4. И те, и другие волны могут концентрироваться, рассеиваться, отражаться и преломляться.

5. И в той, и в другой среде возможно образование замкнутых токов (течений). Примерами таких замкнутых токов могут быть нано- и микровихри в мире элементарных частиц, токи Фуко и другие индукционные токи в электротехнике, атмосферные и космические торнадо и пр., и пр.

Способность образовывать долгоживущие замкнутые торообразные структуры (вихри вещества среды — смерчи) — это универсальный процесс, присущий любому движению материи, начиная от элементарных частиц микромира и колец дыма сигареты до рождения торообразных звёздных скоплений в далёких галактиках [101].

Это один из фундаментальнейших законов Природы — закон долговременной устойчивости материи. Речь здесь идёт как о микромире, так и о макромире, а также о материальных микрочастицах, недоступных инструментальному наблюдению.

Время в таких процессах измеряется интервалами от наносекунд и меньше до миллиардов лет и больше.

На приводимой тут же небольшой фотографии галактики было запечатлено три гигантских кольца, равных диаметру галактики, уходящих в одну сторону с интервалом примерно в четверть их диаметра и луч светящегося вещества, исходящий из центра галактики в противоположную от колец сторону.

Такие торообразные туманности за свой внешний вид получили название планетарных. В настоящее время число их приближается к 1000.

Классической планетарной туманностью считается туманность, находящаяся почти посредине между звёздами Гамма и Бета в созвездии Лиры. Она удалена от Земли почти на 2200 световых лет.