Garso šaltiniai
Įsiklausykite į aplinkos garsus. Gal girdite, kaip šnara medžių lapai, gal už lango šniokščia lietus? O gal girdite kaukiant automobilio sireną ar gražią dainos melodiją? Jei gyvenate kaime, galite girdėti, kaip gieda gaidys, mūkia karvė. Taigi, gyvename įvairiausių mums labai svarbių garsų pasaulyje. Kalbą taip pat sudaro garsai, padedantys žmonėms bendrauti. Fizikinę garsų prigimtį nagrinėja fizikos mokslo šaka, vadinama akùstika.
Kaip atsiranda garsas? Atsakyti į šį klausimą padės bandymas. Jam prireiks stiklinės, pieštuko ir siūlo, kurio gale pririštas lengvas teniso kamuoliukas. Pieštuku atsargiai suduokite į stiklinės kraštą. Po smūgio išgirsite garsą. Jei prie stiklinės krašto priglaustumėte teniso kamuoliuką su siūlu, pamatytumėte, kad jis atšoka. Kamuoliukas atšoka, nes stiklinė virpa (1.1.1 pav.).
 1.1.1 pav. |  1.1.2 pav. |
Garsą sukelia virpantys kūnai. Jie juda pirmyn ir atgal savo pradinės padėties atžvilgiu. Virpa medžio lapai, muzikinio centro garsiakalbio membrana, gitaros styga, kalbančio žmogaus balso stygos. Garsas nuo virpančio kūno sklinda visomis kryptimis (1.1.2 pav.).
Garso banga
Aptarkime, kaip susidaro garsas ore. Virpantis kūnas (pavyzdžiui, virpanti styga) tai suspaudžia, tai praretina greta jo esantį orą (1.1.3 pav.).
Ten, kur molekulės susispiečia, susidaro sutankėjimo (didesnio slėgio) sritis. Ten, kur oro molekulių lieka mažiau, susidaro praretėjimo (mažesnio slėgio) sritis (1.1.4 pav.). Pakaitomis sklindančios terpės sutankėjimų ir praretėjimų sritys sudaro garso bangą. Pasiekusios mūsų ausį, didesnio ir mažesnio slėgio sritys sukelia garso pojūtį (1.1.4 pav.). Gar̃sas yra terpėje sklindantis slėgio svyravimas.
Garso bangos modelis
Sukurkite garso bangos modelį kartu su klasės draugais. Tai galite padaryti tiek per fizikos, tiek per kūno kultūros pamoką. Sustokite į vieną eilę ir susikibkite už parankių (1.1.5 pav., a). Pirmas mokinys turėtų pradėti svyruoti į dešinę ir į kairę pusę. Kadangi mokiniai yra susikibę už parankių, pirmo mokinio svyravimas persiduoda antram mokiniui, antro – trečiam ir taip toliau. Visi mokiniai nepajuda iš vietos, tačiau svyravimas plinta mokinių eilėje iš vieno eilės galo į kitą. Tas pats vyksta su oro dalelėmis garsui sklindant ore (1.1.5 pav., b).
Muzikos fizika
Mus supantys garsai yra skirtingi. Šaunant ar kam nors sprogstant kyla garso smūgiai. Ūžesį sukelia lapų šlamesys, girgždesys. Muzikinį garsą sukelia pasikartojantys (periodiniai) garso šaltinio virpesiai. Muzikinius garsus skleidžia muzikos instrumentai. Styginiais muzikos instrumentais (kanklėmis, smuiku, gitara, arfa) garsas išgaunamas virpinant muzikos instrumento stygas (1.1.6 pav., a). Mušamaisiais instrumentais garsas išgaunamas rankomis arba specialiomis lazdelėmis mušant į patį instrumentą (1.1.6 pav., b). Pučiamųjų instrumentų (birbynės, skudučių, saksofono) garsą sukuria juose virpantis oro srautas (1.1.6 pav., c).
Klausimai ir užduotys
- Ramiais vasaros vakarais Vilniaus padangė dažnai pasipuošia spalvotais oro balionais. Oro balione susikalbėti sunkiau, garsas girdimas silpniau. Paaiškinkite, kodėl.
- Perskaitykite ištrauką iš barono Miunhauzeno pasakojimo. Joje garso reiškiniai paaiškinami neteisingai. Kokias klaidas pastebite?
Aš priminiau vežėjui, kad patrimituotų. <...> Vežėjas prisidėjo trimitą prie lūpų ir pūtė iš visų jėgų, bet nieko negalėjo padaryti – neišgavo nė garso. Užeigoje <...> vežėjas pakabino trimitą ant vinies virtuvėje prie židinio. <...> Staiga girdime: trū, trū, trū! Mes net akis išpūtėme. Štai kada paaiškėjo, kodėl pašto vežėjas negalėjo iš trimito išgauti nė garso. Matote, tada buvo labai šalta, tai garsai trimite užšalo, o dabar, kai šilumoje pamažu atitirpo, tai ir išėjo iš trimito gražūs ir aiškūs... - Pabandykite rankomis sugauti nematomas garso bangas. Eksperimentui prireiks bet kokio prietaiso su garsiakalbiu (muzikinio centro, televizoriaus). Padidinę prietaiso garsą, artinkite delną prie garsiakalbio. Turėtumėte pajusti lengvus oro smūgius į delną. Paaiškinkite vykstantį reiškinį.
- Paslaugą teikia UAB "Biznio mašinų kompanija" ir "Star Cloud OÜ"