Эхо с точки зрения физики. Эхо в природе. Ночью - медленнее

А страдалица по имени Эхо не справилась со своими чувствами, иссохла вконец от любви, т. е. растворилась в воздухе и обратилась в эхо, и от нее сохранился лишь голос-отзвук… Но перед этим будто бы успела произнести проклятие своему избраннику: «Пусть не ответит Нарциссу взаимностью тот, кого он полюбит».

Овидий в «Метаморфозах» описывает окончание этой истории немного иначе. Когда умер Нарцисс, то «плакали в лесу младые нимфы, и плакала Эхо. Приготовили нимфы юному Нарциссу могилу, но когда пришли за его телом, то не нашли его. На том месте, где склонилась на траву голова Нарцисса, вырос белый душистый цветок — цветок смерти; Нарцисс зовут его. Вторая версия наказание юноше приписывает Афродите, а третья вообще относит ситуацию к пророчеству оракула, которых сообщил родителям Нарцисса, что их потомок проживет долгую жизнь, если не увидит своего отражения.

История несчастной любви Эхо к Нарциссу часто привлекала художников, кто только не изображал эту парочку: Никола Пуссен, Караваджо, З. Серебрякова, Бакстер и многие другие. Но есть и такой миф, который вообще не связывает их, а отмечает, что она была жуткой болтушкой, и тем сильно разгневала супругу Зевса, богиню Геру. Гера на тот момент и без того была не в духе, поскольку занималась поиском мужа-громовержца, заподозрив его в банальной измене с нимфами. И долгий разговор, который завела с ней Эхо, так допек богиню, что она в порыве ярости ограничила дар речи словоохотливой красотки, оставив ей лишь умение произносить концы слов и не ведать их начала.

Римляне пошли еще дальше и добавили драматизма отношениям между Юноной и Эхо. Они посчитали, что горная нимфа Эхо была любимицей верховной богини, доверявшей подруге все свои женские секреты. Но льстивая наперсница завела близкие отношения с Юпитером, а когда он отправлялся позабавиться с другими нимфами, отвлекала его жену продолжительными беседами. Когда это обнаружилось, наступила расплата, предательница отправилась в лесную глушь, лишенная членораздельной речи, но с трудом переносила одиночество и однажды, встретившись с Нарциссом, воспылала к нему страстью, от которой истаяла.

Наконец, сохранилась кровавая история любви Пана к нимфе Эхо. Она вроде бы предпочла ему Сатира, и отвергнутый кавалер поступил крайне жестоко, Он натравил на нее пастухов, растерзавших бедняжку, и рассеял части убиенного тела по всему свету. У англичан считается, что есть особое эхо, которое раздается вблизи замков и является предупреждением мистического персонажа Баньши о чьей-то смерти.

А согласно русским преданиям, некоторые виды эха означают пересмешничество лешего, особенно если это эхо — многоголосое. В сказках тоже фигурирует эхо. Например, в сюжете, который присутствует в русском, французском, немецком фольклоре, именами его являются Ох и Ах: дровосек утопил топор, охнул, и ему отозвалось эхо, вслед за которым появился великан, предлагавший поочередно золотой, серебряный и железный инструмент. Честный мужик отказался от драгоценных топоров, и они ему были подарены, а сосед, позарившийся на не принадлежащее имущество, оказался в проигрыше.

Вот сколько разных версий о происхождении эха. Но не только в древние времена они возникали. У современных альпинистов есть поверье, что если кричать в горах, то эхом может откликнуться Белая женщина, которая утащит за границы жизни.

А ведь есть еще и астероид Эхо, у которого ровно такое имя… Ну, как тут не ахнуть?

Что такое эхо и откуда оно берется.

Эхо бывает двух типов - линейное и акустическое. Линейное создают электрические цепи, подсоединяемые к проводным линиям. Акустическое эхо - это проблема всех считывающих и воспроизводящих звук устройств. Возникает оно при отражении звука, за счет попадания его из внешнего динамика в микрофон. В этом случае собеседник слышит не только речь другого абонента, но и свою собственную, вернувшуюся к нему как акустическое эхо.

Следовательно, причины возникновения эха можно так же поделить на две группы. Первая - абонентское оборудование (ваш телефон) и его аксессуары, вторая - оборудование Вашего оператора, либо компания, предоставляющая услуги проводной телефонной связи.

Первая группа причин. Так как динамик и микрофон Вашего аппарата находятся в одном корпусе, то, при наличии определенных условий может возникать акустическое эхо. Звук из динамика в микрофон может попадать по двум причинам: первая - отсутствие «герметичности» соединения динамика с отверстием для оного в корпусе, за счет чего звук из этого динамика распространяется по корпусу и попадает в динамик. Такое явление может быть вызвано либо механической расшатанностью корпуса в процессе эксплуатации, либо таковой его конструкцией; вторая возможная причина - чехол. По прошествии некоторого времени с момента начала эксплуатации, чехлы имеют обыкновение несколько «разнашиваться», за счет чего образуется некоторое количество свободного пространства между чехлом и корпусом телефона, которое способствует экранированию звука из динамика в микрофон.

Во второй группе причин можно выделить следующее: первое - приемопередатчик базовой станций вашего оператора, вблизи которой вы находитесь, второе - поставщик проводной телефонной связи, с абонентом которого вы разговариваете. Происходит это из-за отражения части сигнала при переходе от местной линии к магистральной.

Как определить причину возникновения эффекта эха в вашем мобильном телефоне.

Чтобы эффективно решить проблему, необходимо точно определить причину ее возникновения. К сожалению, со стопроцентной точностью это сделать вряд ли удастся, но всё же вероятность велика.

Итак, если эхо - явление постоянное или же наоборот, невозможно проследить никакой закономерности в его появлении, то причина, скорее всего - ваш аппарат. Чтобы окончательно в этом убедиться, попробуйте уменьшить громкость динамика. В случаях, когда после этого эхо пропадает, причиной его возникновения была в телефоне. Так же попробуйте снять чехол. Исчезло эхо - чехол причина.

Если же эхо возникает в каких-либо определенных местах, либо при звонках на какие-то определенные номера, или возникло на какой-то определенный промежуток времени, то ваш терминал винить не стоит. Тут имеет место одна из второй группы причин. БС виновата, если эхо возникает в каком-то месте, и не виновата, если при появлении эха вы связываетесь со стационарным телефоном. Когда у вас возникло эхо - попробуйте в этом же месте сим карту другого оператора. Эхо пропало - причина ОСС, нет - нет.

Как с этим бороться.

Если дело в вашем аппарате, выходы следующие: уменьшить громкость динамика, если причина в корпусе, если это не помогает, выход остается один - замена телефона. Причина в чехле - решение такой проблемы, как нетрудно догадаться, это отказ от использования чехла, либо, если этот вариант не приемлем - замена его на новый, более плотный.

Если оператор виной вашим несносным мучениям, то необходимо позвонить в абонентскую службу и сообщить место, где вы постоянно ощущаете недостатки в качестве связи. Вашу заявку примут, но когда устранят причину (и устранят ли ее) неизвестно. Способ воздействия у рядового пользователя на оператора только один - звонить и звонить. Либо, если всё совсем плохо, можно сменить оператора, предварительно убедившись, что у вас не возникнет подобных проблем с новым.

Для борьбы с эхом, возникающим при звонках на обычный стационарный телефон существуют специальные подавители эха. Эти устройства идентифицируют человеческую речь, исходящую из одного конца соединения, и подавляют все сигналы, идущие в обратном направлении.

Как видно, проблема без затрат решается не во всех случаях, но все же она решается. Кстати эхо может возникать, по вине прослушивающих устройств, тут необходимо поменьше читать книг про шпионов.

Даже если вы ни разу не были в горах, вы все равно наверняка знаете, что такое эхо и не раз с ним встречались. Эхо может подстерегать нас где угодно в арке дома, в пустой квартире, в лесу.

Что такое эхо и как его услышать?

Эхо это отражение звука. Эхо проходят в физике в девятом классе, поэтому наверняка все знают, как оно возникает. Звук отражается, иногда даже несколько раз, от различных поверхностей и возвращается к нам. Возникает вопрос почему же мы слышим эхо не всегда, а в некоторых случаях? Почему мы не слышим эхо в маленьких помещениях, например?

Дело в том, что, во-первых, находящиеся в помещениях вещи и мебель гасят отраженные звуки, поглощая эхо. Во-вторых, чтобы наш мозг различил отраженный сигнал отдельно от посланного, в виде эхо, нужно, чтобы разница между ними составила не меньше шести сотых секунды.

Можно легко подсчитать, учитывая, что скорость звука равна примерно 340 м/с, что на расстоянии трех метров от стены до отраженный звук дойдет обратно уже через примерно две сотых секунды. Такого времени для мозга мало, он не воспримет эти два звука отдельно.

А в больших помещениях, где сигнал не гасится большим количеством мебели, и расстояние до стен велико, звуку может понадобиться больше шести сотых секунды, чтобы вернуться к нам отраженным. В таком случае мы услышим эхо.

Где лучше всего слышно эхо?

Высоко в горах, где нет мебели, и звук отражается легко от скал, а расстояние между скалами велико, можно слышать эхо своего крика не единожды. Отражаясь от скал, находящихся на разном расстоянии, звук приходит с большим опозданием, поэтому мы слышим повторяющееся эхо.

Примерно так же происходит и в лесу, где звук отражается от стволов деревьев. Правда в лесу звук поглощается листвой, травой и землей, а в горах часто звук поглощать нечему, и поэтому громкий крик может легко вызвать обвал.

Колебания звуковой волны передаются скалам, и слабо держащиеся на склонах камни и снежные массы могут запросто сорваться вниз от возникшей вибрации. Катясь, они сбивают по пути новые камни и снег, возникает лавина. Поэтому следует всегда помнить в горах об опасности обвала и не кричать лишний раз без надобности.

На использовании эха основан принцип действия рупора. Рупор представляет собой расширяющуюся круглую трубу. Человек говорит в узкий конец, звук его голоса несколько раз отражается от стенок рупора и выходит через широкий конец в одном направлении, не рассеиваясь во все стороны. Таким образом, усиливается его мощность в заданном направлении, и звук может распространяться на большее расстояние.

С таким физическим явлением, как эхо, наверняка знакомы все из вас. Эхо проявляется в самых разных местах - в горах, в лесу, в пустых помещениях (в квартире, концертном зале, храме, колодце) и так далее.

Проявляет себя эхо таким образом, что повторяет звуки, голоса, слова. В том месте, где существует эхо, любое произнесённое слово повторится с небольшой задержкой, а в некоторых местностях, например, в горах и лесу, звуки могут быть повторены не один, а множество раз.

В древности существование эхо объясняли наличием передразнивающих духов или магией, но с приходом науки физики, это явление было детально изучено, и даже больше - поставлено на службу человеку (эхолоты и другие устройства).

Чтобы понять, что такое эхо, необходимо сначала разобраться в том, что такое звук.

Понятие звука

Звук - это распространение волн в газообразной среде (в данном случае), то есть в воздухе. Проще говоря, воздух является газообразной средой.

Издавая звук, мы тем самым производим в этой среде волны, как если бы произвели волны, бросив в тихую гладь пруда камень. Точно такие же волны, как и в случае с водой, происходят в воздухе. По этой же причине, звук не распространяется в космосе, так как в космосе нет газообразной среди и образовать волны просто негде.

Ухо человека или животного настроено таким образом, чтобы улавливать колебания воздуха, то есть те самые волны. Определённая сила и последовательность вибрации воздуха улавливаются ухом, после чего попадают в мозг, где им придаётся понятное для восприятие значение - звуки, голоса, шум, отдельные слова и так далее.

Как объяснить ребёнку что такое эхо

Чтобы объяснить ребёнку, что такое эхо, можно привести для примера всё тот же тихий пруд, куда вы бросили камень. Из центра падения камня во все стороны начинают расходится волны. Как только волны достигают какого-либо препятствия, они отражаются и начинают обратный ход. Величина и сила отражённых волн уже меньше, но всё же они присутствуют.


Тоже самое происходит и с волнами в воздухе. Если звук отражается от какой-либо поверхности (которая его не поглощает, а от которой волны отскакивают словно мячик), то волны возвращаются назад - к своему источнику, в результате чего мы слышим собственный голос спустя несколько мгновений.

Присутствие и сила эха также зависит от плотности и разреженности воздуха и многих других факторов - дальности источника звука и отражающей поверхности, угла отражающей поверхности по отношению к звуковым волнам, интервала между прямой и отражённой волной.

Эхо в природе

Человек слышит лишь ярко-выраженное и сильное эхо в силу устройства своих органов слуха, однако некоторые животные способны слышать его постоянно, даже если оно очень незначительное. Данное явление взяли себе на вооружение некоторые виды животных, например, летучие мыши. Летучие мыши издают звук, который отражается от поверхностей и возвращается обратно.

Уши летучих мышей крайне чувствительные и могут улавливать малейшие изменения колебания воздуха, в частности, собственного эха, поэтому летучая мышь, даже развивая огромную скорость, в полёте никогда не наталкивается на препятствия, так как точно знает где и на каком расстоянии находится препятствие, отразившее издаваемый ей звук.

Бывает иной раз, гуляете вы по лесу со своими друзьями, разбредетесь в разные стороны и начинаете весело перекликаться.

Вдруг… что это?

Вы слышите, что кто-то произносит ваши же слова, только приглушенно, тихо, даже немножко печально. Эхо!

Всем очень нравится эхо, забавно его слушать, и вы начинаете кричать на весь лес: «Ау!..» - и долго еще перекликаетесь.

Но что это такое - эхо? Почему оно бывает?

Вы крикнули - и воздух заколебался, потому что всякое звучащее тело колеблется: колеблются струны скрипки, арфы, рояля, колеблются ваши голосовые связки, когда вы говорите. Звучащее тело колеблется, и от него во все стороны по воздуху распространяется волна, а когда она достигает вашего уха, вы слышите звук.

Но вот звуковая волна натыкается на какое-то препятствие, как морская волна на берег, и возвращается обратно, и вы во второй раз слышите свой голос, но только тихий, потому что волна постепенно ослабевает.

Эхо вы слышите далеко не всегда и не всюду. Для этого нужны определенные условия: препятствие, на которое натыкается звуковая волна, должно находиться на достаточном расстоянии, так, чтобы волна не успела вернуться за одну десятую секунды, потому что наше ухо может воспринять ту же самую звуковую волну не меньше, чем через такой промежуток времени.

Вот что такое эхо. Вот почему оно бывает.

Человек понял природу эха, понял его механику. И вот на основе законов отражения звуковой волны человек создал замечательный прибор - эхолот.

Этот прибор, установленный на борту корабля, посылает звуковую волну в глубину моря. Звук распространяется в воде, достигает дна и возвращается обратно, его снова улавливает прибор. Зная скорость распространения звука в воде и проследив, сколько времени прошло между отправлением и приемом звука, ученые определяют глубину моря в этом месте.

А если послать звук не в глубину моря, то есть не по вертикали, а по горизонтали, то можно определить, как далеко находится судно от берега, или во время тумана узнать, нет ли впереди каких-либо препятствий, на которые рискует наткнуться судно: не идет ли навстречу судно, не плавает ли ледяная гора-айсберг? Звуковая волна натыкается на препятствие и возвращается обратно, ее улавливает прибор, который называется гидролокатором, он и сообщает о препятствии капитану.

Не раз белый дельфин во время сильных штормов спасал суда, провожая их среди опасных рифов и подводных скал. Моряки хорошо знали его, полюбили и объявили его жизнь неприкосновенной. Они называли дельфина «белым лоцманом», а лоцманы - это специалисты, которые проводят суда по хорошо изученной ими водной дороге, по фарватеру в порты.

В этой болгарской повести рассказывается о жизни разных морских животных и о природных локаторах, благодаря которым они свободно плавают в глубинах моря, не боясь распороть себе брюхо о коварные рифы, спасаясь от врагов. Локатор - замечательное защитное устройство. Есть оно не только у морских животных.

Природный локатор есть и у летучей мыши.

Очень долго для ученых было загадкой поведение этих маленьких животных, которые свободно летают в темноте, никогда не натыкаясь ни на какие препятствия, всегда ловко их минуя. А на лету они еще умудряются уничтожать комаров и совсем крохотных москитов. Между тем глаза у летучих мышей не отличаются остротой зрения; напротив, они очень плохо видят.

В чем же тут дело?

Только недавно, лет тридцать назад, ученые разгадали этот секрет. Оказывается, у летучих мышей есть свой локатор. Они испускают звуки, которые мы не слышим, наше ухо их не улавливает; звуки эти натыкаются на препятствие, возвращаются обратно, и мыши улавливают их своими огромными ушами. Так что глаза им, в общем-то, без надобности: уши заменяют им глаза, они как бы освещают им окружающий мир мощными звуковыми фарами.

Есть замечательное изобретение, созданное человеком по принципу отражения волны, только не звуковой, а радиоволны.

Радиоволны тоже обладают способностью отражаться от предметов, которые встречаются на их пути. И вот перед второй мировой войной ученые создали прибор, способный обнаруживать вражеские самолеты издалека, еще до того как они появлялись над головой. Этот прибор называют радиолокатором, иначе - радаром.

Радар может обнаруживать и вражеские самолеты в небе, и вражеские суда в море, определяет и расстояние до них, и направление.

Радары нужны не только во время войны, но и в мирное время. Они отличные помощники. Метеорологи с их помощью определяют скорость и направление ветров на большой высоте, обнаруживают скопление грозовых туч. Астрономы, послав радиоволну на наш ближайший спутник - Луну, смогли определить очень точно расстояние до нее. Это только два примера, а их можно привести немало.

Эхо! Природа этого явления давно объяснена. Но в далекой древности оно казалось загадочным и чудесным. И древние греки придумали поэтичную легенду о лесном эхе.

…Жила-была когда-то в лесу прекрасная нимфа по имени Эхо. Она свободно резвилась, пела и танцевала, как ее подруги - богини лугов, ручейков, источников… Но бедная маленькая нимфа Эхо прогневала грозную, могучую богиню Геру, и Гера наказала ее, запретив ей разговаривать. Нимфа Эхо только и могла теперь что повторять чужие слова.

Вот почему мы и слышим иногда в лесу печальный голос нимфы Эхо. И Пушкин, плененный поэтичностью лесного эха, создал о нем чудесные стихи:

Ревет ли зверь в лесу глухом, Трубит ли рог, гремит ли гром, Поет ли дева за холмом - На всякий звук Свой отклик в воздухе пустом Родишь ты вдруг.