Solo per orecchie di cane. Disegno, descrizione

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Solo per orecchie di cane. Laboratorio di scienze per bambini

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I cacciatori-bracconieri hanno inventato un fischio ad ultrasuoni centinaia di anni fa, ma sono stati in grado di spiegare perché i cani, ma non i guardiacaccia, lo sentono molto più tardi.

Solo nel XVII secolo fu stabilito che il suono è una vibrazione dell'aria. Nel 19° secolo apparvero strumenti che misuravano la frequenza delle vibrazioni sonore.

Solo per orecchie di cane
Riso. 1. Fischietto di Galton e suo dispositivo

Lo scienziato inglese Francis Galton nel 1883 creò un dispositivo che crea un suono di una frequenza precisamente specificata (Fig. 1), simile nel design a un fischio. Con il suo aiuto, è stato possibile scoprire che l'orecchio della maggior parte delle persone sente suoni con una frequenza non superiore a 20 Hz. I suoni di frequenze più alte iniziarono a essere chiamati ultrasuoni. Vengono ascoltati, ad esempio, da gatti, cani e cavalli. Percepiscono suoni con una frequenza di 000-20 mila Hz, ma i pipistrelli battono tutti i record. Per loro 30mila Hz non sono il limite.

Oggi i bracconieri non hanno bisogno di fischi ad ultrasuoni. Ma trovano ancora applicazione.

All'inizio del secolo scorso, il famoso allenatore M.A. Durov mostrò nell'arena del circo di Mosca un cavallo che poteva sommare e moltiplicare numeri interi e persino estrarre radici. Lei rispose con un calcio di zoccolo. Inoltre, l'addestratore era seduto dietro uno schermo, gli venivano forniti esempi scritti e il cavallo li percepiva telepaticamente e dava la risposta corretta. Mosca è rimasta scioccata.

Dopo essersi divertito un po', M.A. Durov ha rivelato il suo segreto. Nella tasca dell'artista c'era una lampadina di gomma con un fischietto Galton. Premendolo piano, il maestro diede al cavallo un segnale che nessuno sentì tranne lei. E lei, sapendo il fatto suo, ha battuto lo zoccolo, che il pubblico ha scambiato per un codice digitale...

Durante la seconda guerra mondiale, i giapponesi trovarono un uso più serio del fischietto di Galton. Durante la guerra nel Pacifico, gli americani catturarono ripetutamente piccole navi giapponesi. La squadra si arrese, lasciando intatte tutte le cose più importanti: armi, provviste, motori. Ma di volta in volta, sul ponte del capitano furono trovati frammenti di una sorta di dispositivo, costituito da un corno di stagno e tubi.

Ufficiali dell'intelligence americana, la cui attenzione era stata da tempo attirata dalla capacità delle navi giapponesi di agire in modo coordinato senza ricorrere ad alcun mezzo di comunicazione conosciuto, misero insieme i frammenti di un dispositivo rotto su diverse navi e scoprirono che avevano davanti a loro un mezzo di comunicazione fondamentalmente nuovo. Si basava su un potente fischio ad ultrasuoni, alimentato dall'aria compressa proveniente dal compressore di una nave. Utilizzando uno speciale dispositivo ad ultrasuoni, la voce del capitano è cambiata nel tempo con le vibrazioni sonore. Gli ultrasuoni modulati sono stati inviati al ricevente utilizzando un corno.

Il segnale ricevuto veniva elaborato sottraendo la frequenza portante e la voce umana diventava udibile. La portata di un tale sistema di comunicazione ha raggiunto diversi chilometri.

Solo per orecchie di cane
Riso. 2. Fischio sportivo dell'arbitro

Ma parliamo dei design dei fischietti. Cominciamo con il più semplice (Fig. 2). Prendi due strisce di stagno. Piegarne uno, come mostrato nella figura, con uno zigzag e l'altro con una pinzatrice e saldarlo insieme. Se si tengono i fori laterali del prodotto tra pollice e indice e si soffia nel tubo, si potrebbe sentire un fischio. Se il fischio è silenzioso, dovrai apportare modifiche. Consiste nel trovare la posizione corretta rispetto al tubo piatto dell'estremità della parte cilindrica del fischietto. Un fischio chiaro e forte si produce quando un flusso d'aria entra nella parte cilindrica, fa un giro lungo di essa e devia verso l'alto il flusso d'aria che esce dal tubo. Il flusso nella parte cilindrica si interrompe, ma dopo un attimo l'ostacolo scompare; una nuova porzione d'aria entra nella parte cilindrica, fa un giro lungo di essa e tutto si ripete. Di conseguenza, dalla fessura del fischietto fuoriesce un flusso d'aria, interrotto ad alta frequenza. Crea il suono.

Dopo il primo esperimento riuscito, realizza diversi fischietti con una parte cilindrica di diverso diametro da 5 a 20 mm. Minore è il diametro della parte cilindrica, maggiore è la frequenza del suono. Un fischio con un diametro inferiore a 5 mm può già produrre ultrasuoni. Ma non lo sentirai, quindi dovrai usare un oscilloscopio e un microfono per impostare un fischio del genere. Vedrai gli ultrasuoni sullo schermo sotto forma di un segmento sinusoidale. Il fischio viene regolato fino ad ottenere la sua ampiezza massima. Beh, se non hai un oscilloscopio, prova a trovare un linguaggio comune con un gatto o un cane...

Solo per orecchie di cane
Riso. 3. Il dispositivo del fischio di una nave a vapore

Il fischio descritto è facile da produrre e configurare. Ma un fischio cilindrico è molto più efficace (Fig. 3). Con una lunghezza di circa un metro, produce un suono con una frequenza di 100 - 150 Hz e può sostituire il fischio di un piroscafo. Con una lunghezza di diversi millimetri, il fischietto si trasformerà in un fischietto Galton con una frequenza fino a 60 Hz.

Solo per orecchie di cane
Riso. 4. Fischio per il controllo dei modelli: 1 - vite di regolazione; 2 - pistone; 3 - risonatore (cavità risonante); 4 - inserto che forma una fessura anulare; 5 - riflettore sonoro; 6 - tubo dell'aria.

Nella Figura 4 vedi un fischio ad ultrasuoni progettato per controllare i modelli. È alimentato da un bulbo di gomma ed è dotato di un riflettore parabolico che dirige il suono fino a una distanza di 25 metri. Dopo aver addestrato il cane a rispondere al suo suono, puoi eseguire vari trucchi con esso.

Autore: A.Ilyin

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