Водяной микрофон

Микрофонами называются приборы, усиливающие весьма слабые звуки. Они играют в акустике ту роль, какую в оптике играют микроскопы. Вероятно, всем знаком электрический микрофон, употребляемый при телефонах. Но едва ли многие знают, что можно устроить усилитель звука с помощью водяной струи, без всякого электрического тока. Такой водяной микрофон гораздо проще электрического, хотя и не так удобен. Вот как он устроен.

Струя воды, вытекающая с большой силой через узкое отверстие (½ миллиметра) в наконечнике каучуковой трубки, направлена прямо на каучуковую перепонку, которая натянута на отверстие вертикально поставленной стеклянной трубки (толщиной в 1 сантиметр). Пока отверстие наконечника близко к упругой перепонке, никакого звука не слышно. Но при поднятии наконечника трубки над перепонкой, т. е. при удлинении водяной струи, слышится явственный шум. Легко понять причину этого звука: длинная струя состоит из ряда утолщений и сжатий; она, следовательно, надавливает на перепонку с различной силой и приводит ее в колебательное движение; короткая же струя, будучи сплошной, не колеблет перепонки, а лишь натягивает ее. Шум можно усилить, если приставить к отверстию наконечника каучуковой трубки деревянную дощечку.

Струя воды в роли микрофона

Если убрать деревянную дощечку и вместо неё приставить к отверстию каучуковой трубки обыкновенные карманные часы, то тиканье их вызовет соответствующие перерывы струи: последняя, ударяя в перепонку, сообщит ей те же колебания, но значительно усиленные. Слабое тиканье часов усиливается до того, что его можно слышать на другом конце довольно обширной залы.

Вместо конуса можно надевать каучуковую трубку, прикладываемую к уху, – тогда звуки становятся прямо оглушительными «и начинают, – по словам физика Бойса, – походить скорее на удары молота о наковальню, чем на тиканье карманных часов».

Остается сделать несколько технических замечаний. Вода из верхней трубки должна вытекать, как сказано, с большой силой: это достигается тем, что резервуар, питающий трубку, помещается очень высоко, – если можно, аршин на 6–7 выше отверстия трубки. Далее, вода должна быть совершенно чиста, поэтому лучше всего ее профильтровать через вату. В качестве перепонки для стеклянной трубки хорошо может служить каучуковая оболочка, употребляемая для детских воздушных шаров.

Описанный опыт принадлежит американскому физику Чичистеру Белю, двоюродному брату Грагама Беля, изобретателя телефона. Мы заимствуем его описание у Бойса, автора книги «Мыльные пузыри», на которую нам уже приходилось ссылаться. По словам этого физика, можно даже заставить водяной микрофон играть мелодию; для этого прикладывают к трубке длинный стержень, упирающийся другим концом в музыкальный ящик, обернутый в двойную фетровую оболочку: когда струя ударяет в перепонку, звуки музыкального ящика слышны всей аудитории.