Меню

В Кембридже раскрыли тайну свиста кипящего чайника 25.10.2013 17:53

Как стало известно, ученые из Кембриджского университета разобрались с процессом звукообразования в свистке кипящего чайника и таким образом решили 100-летнюю физическую проблему, поставленную в «Теории звука» Джона Уильяма Стретта, известного как Лорд Рэлей.

Сообщается, что в рамках исследования ученых интересовал ток в камере, представляющей собой широкий цилиндр с дырками в основаниях. Исследователи провели серию экспериментов, после чего построили две модели, описывающие возникновение звука.

Отметим, что в общей сложности работа заняла четыре года.

Как оказалось, при скорости ниже критической, источником звука являются колебания застрявшего между двумя пластинами воздуха. Похожий механизм, по словам ученых, отвечает за возникновение звука в бутылке, в которую дуют в горлышко (соответствующая математическая модель называется резонатором Гельмгольца). Примечательным фактом является то, что в достаточно широком диапазоне скоростей тональность возникающего звука постоянна. При этом тон определяется физическими характеристиками самого свистка.

Если скорость тока выше порогового значения, то звук возникает совершенно по другому. Ток пара, проходя через первую дырку свистка испытывает возмущение. В силу своей нестабильности он начинает распадаться на отдельные фрагменты так же, как распадается на отдельные капли струя воды из садового шланга. Каждый такой фрагмент ударяет по второй стенке свистка, вызывая ее колебания.

Эти колебания, в свою очередь приводят к образованию паровых воронок. Именно эти воронки и являются источником звуковых волн.

 

Категории: