Колесо Савара
Колесо Савара — акустический прибор, названный в честь французского физика Феликса Савара (1791–1841), первоначально задуманный и разработанный английским ученым Робертом Гуком (1635–1703). [1]
Карта, поднесенная к краю вращающегося зубчатого колеса , будет издавать звук, высота которого зависит от скорости вращения колеса. Механизм такого рода, сделанный с использованием латунных колес, позволил Гуку производить звуковые волны известной частоты и продемонстрировать Королевскому обществу в 1681 году, как высота звука связана с частотой. В практических целях устройство Гука вскоре было вытеснено изобретением камертона .
Примерно через полтора столетия после работы Гука Савар снова взялся за этот механизм для своих исследований диапазона человеческого слуха. В 1830-х годах Савар смог построить большие латунные колеса с мелкими зубьями, производящие частоты до 24 кГц , которые, по-видимому, были первыми в мире искусственными ультразвуковыми генераторами. В конце 19 века колеса Савара также использовались в физиологических и психологических исследованиях восприятия времени .
В настоящее время колеса Савара обычно демонстрируются на лекциях по физике, иногда они приводятся в движение и звучат с помощью воздушного шланга (вместо карточного механизма).
Основное устройство состоит из храпового колеса с большим количеством равномерно расположенных зубьев. [3] При медленном вращении колеса, когда край карты прижат к зубцам, можно услышать последовательность отчетливых щелчков. [4] Когда колесо вращается быстро, оно производит пронзительный звук, тогда как, если колесо вращается медленнее, тон прогрессивно уменьшается по высоте. Поскольку частота тона прямо пропорциональна скорости удара зубьев по карте, колесо Савара можно откалибровать, чтобы обеспечить абсолютную меру высоты тона. Несколько колес разных размеров с разным количеством зубьев также могут быть прикреплены, чтобы обеспечить несколько шагов (или хорд ).) производится при постоянном вращении оси. [5]
Гук начал работу над своим колесом в марте 1676 года совместно с известным часовщиком Томасом Томпионом после бесед с теоретиком музыки Уильямом Холдером . [6] У него был давний интерес к музыкальным вибрациям , и десятилетием ранее, в 1666 году, он даже хвастался Сэмюэлю Пепису , что может определить скорость взмаха крыльев мухи по издаваемому ими звуку. [6] [n 1] В июле 1681 года он продемонстрировал Королевскому обществу свое новое устройство для создания отчетливых музыкальных тонов путем ударов по зубьям быстро вращающихся медных колес. [6] [8]Таким образом, он смог впервые генерировать звуковые волны известной частоты и обеспечить эмпирическую демонстрацию соответствия между человеческим восприятием высоты тона и физическим свойством частоты звуковой волны. [1] [8] Кроме того, установив разные колеса рядом друг с другом на одной оси, он смог проверить соотношение частот для музыкальных интервалов , таких как идеальные квинты и четверти и т. д. [9] [n 2]
