Эхо (звук)

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
← другие значения
Работа эха в механизме гидролокатора

Эхо (из лат. ēсhō от греч. ἠχώ — отзвук, в честь имени нимфы Эхо[1]) — отражение звука от какого-либо предмета и его возвращение к издавшему звук существу.

Слышно человеку только в тех случаях, если между появлением и возвращением звука прошло не менее чем 0,5 или 0,6 секунд[2], в противном случае оно сливается с изначальным звуком, усиливая его[3].

Объяснения появления эха[править]

Мифологическое[править]

Статуя нимфы Эхо

Согласно древнегреческим мифам, Эхо была нимфой, которую богиня Гера наказала за болтливость. Эхо была лишена возможности полноценно говорить, она могла только повторять окончания сказанных ей слов. Однажды Эхо встретила Нарцисса и влюбилась в него. Но Нарцисс был влюблен только в себя, поэтому Эхо растаяла, оставив только свой голос, то есть эхо[4].

Научное[править]

Когда звук встречает на своем пути препятствия, то он отталкивается от них и возвращается обратно. Но, при этом, если препятствия пористые или мягкие, то они поглощают звук и эха не происходит[4]. При этом эхо может отражаться от облаков, а также даже от чистого воздуха, в том случае, если он по тем или иным причинам проводит звук иначе, чем остальная масса воздуха. Это было открыто английским физиком 19 века Тиндалем в ходе экспериментов со звуком на берегу моря[5].

Для появления уловимого человеческим ухом эха необходимо, чтобы звук отразился от поверхности на расстоянии минимум 17 метров от источника эха. На самом деле, эхо появляется и при отражении от более близких препятствий, но, в этом случае, человеческое ухо его не улавливает[6].

Нередко эхо бывает многократным, происходящим в результате ряда последовательных отражений звуковых волн[7]. Громкий звук грома, в частности, является многократным эхом одного сильного грома, впоследствии вызвавшего эхо от множества облаков. Аналогично, в случае громкого звука в горах, звук понесется на очень далекие расстояния, многократно отражаясь от гор и постепенно затухая[4]. Согласно ЭСБЕ, особенно сильно повторяется эхо в Милане, во дворце Симонетта. Звук выстрела из пушки в этом дворце дублируется 50 раз в результате отражения от дворцовых зданий и пристроек[7].

Один из вариантов эха происходит в результате сосредоточения звука в результате его отражения от вогнутых кривых поверхностей. В частности, если в эллипсоидальном своде источник звука помещен в один угол, то эхо пойдет в направлении другого угла. Именно этим объясняется эффект, в частности, грота «Уха Диониса» в Сиракузах, где слова, сказанные людьми в нем, могут быть услышаны очень далеко. Аналогичными свойствами обладали: одна из церквей в Сицилии, храм мормонов у Соленого озера и гроты около Данцига[7].

Другая информация[править]

Звуковое эхо — отражённый звук. Эхо замечают, если слышат также прямой звук от источника, когда в одной точке пространства можно несколько раз услышать звук из одного источника, пришедший по прямому пути, и отражённый (возможно несколько раз) от окружающих предметов. Так как при отражении звуковая волна теряет энергию, то звуковая волна от более сильного источника звука сможет отразиться от поверхностей (например стоящих друг напротив друга домов или стен) много раз, проходя через одну точку, что вызовет многократное эхо (такое эхо можно наблюдать от грома).

Эхо обусловлено тем, что волны могут отражаться твёрдыми поверхностями, это связано с динамической картиной разрежений и уплотнений воздуха вблизи отражающей поверхности. В случае, если источник звука расположен неподалёку от такой поверхности, повёрнутой к нему под прямым углом или под углом, близким к прямому, звук, отразившись от неё, как волна отражается от берега, возвращается к источнику. Благодаря эху говорящий может вместе с другими звуками слышать свою собственную речь, как бы задержавшуюся на некоторое время. Если источник звука находится на достаточном расстоянии от отражающей поверхности, а кроме источника звука поблизости нет никаких дополнительных звуковых источников, то эхо становится наиболее отчётливым. Эхо становится различимым на слух, если интервал между прямой и отражённой звуковой волной составляет 50-60 мс, что соответствует 15-20 м, которые звуковая волна проходит от источника и обратно при нормальных условиях.[8]

Использование людьми[править]

Эхо применяется в: гидролокации, навигации (на эхе основана работа эхолотов), в радиолокации, где применяется электромагнитное эхо (в результате отражений от ионосферы, оно дает коротковолновую радиосвязь, работающую на длинных расстояниях, а также позволяет судить о свойствах ионосферы). Эхо также употребляется в оптическом диапазоне электромагнитных волн, с использованием квантовых оптических генераторов. Сейсмическое эхо, помогающее сканировать землю, используется для поиска полезных ископаемых. С его помощью измеряют глубину скважин буров (используя сканирование скважин) и уровень жидкости в баках. Методы эха часто употребляются в ультразвуковой дефектоскопии[1].

Эхо в музыке[править]

В музыке иногда теми или иными способами осуществляется подражание природному эху. Для этого исполнитель повторяет музыкальную фразу так, как будто она звучит издалека. Этот прием используется певцами (чаще всего с закрытым ртом), музыкантами или всем оркестром. В последнем случае часть оркестра переходит на расстояние от остальных музыкантов, и, когда музыканты большей части исполняют нужную музыкальную фразу, музыканты меньшей части тихо повторяют ее[9].

Наиболее сильно эффект эха работает, когда в вокальной музыке применяется дублирование концов построений с теми же последними слогами текста. Этот прием с 16 века регулярно использовался в итальянских: операх, кантатах, мотетах, мадригалах. Иногда в оперы добавляли целые сцены, основанные на многократном эхе. Прием эхо использовали, в том числе: Глюк, Бах и Штраус[10].

Источники[править]

  1. ↑ 1,0 1,1 БСЭ, 1969—1978, Эхо
  2. ↑ Эхо (в физике) // Энциклопедический словарь. — 2009.
  3. ↑ Перельман, Яков Физика на каждом шагу. — Litres, 2015. — 5085 с. — ISBN 5457211525.
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 Мир вокруг нас, 2015, От чего бывает эхо?
  5. ↑ Перельман, Я. И. Занимательная физика. — Рипол Классик, 2013. — С. 248—249. — 262 с. — ISBN 5458272390.
  6. ↑ Карев, Виктор Сергеевич 500 научных фактов, которые вас удивят. — Издательский дом «Питер», 2010. — С. 181. — 192 с. — ISBN 5423700124.
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 Гезехус Н. А., Эхо, в физике // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890−1907.
  8. ↑ Красильников В. А., Крылов В. В. Введение в физическую акустику : учебное пособие для вузов. — Москва: Наука, 1984.
  9. ↑ Николай Соловьёв, Эхо, в музыке // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890−1907.
  10. ↑ Герцман, Е. В. Эхо // Музыкальная энциклопедия / под редакцией Ю. В. Келдыша. — М.: Советская энциклопедия, 1973—1982.

Литература[править]

  • Шалаева Галина, Ситникова Екатерина, Ситников Виталий, Кашинская Любовь От чего бывает эхо? // Мир вокруг нас. — Litres, 2015. — ISBN 9785457824423.
  • Эхо // Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1969—1978.
Источник — http://cyclowiki.org/w/index.php?title=Эхо_(звук)&oldid=2204864