Тільки для вух собаки
Ультразвуковий свисток мисливці-браконьєри винайшли сотні років назад, але пояснити, чому його чують собаки, але не чують єгеря, змогли набагато пізніше.
Лише в XVII столітті встановили, що звук - це коливання повітря. У XIX столітті з'явилися прилади, що вимірюють частоту звукових коливань.
Мал. 1. Свисток Гальтона і його пристрій
Англійський вчений Френсіс Гальтон в 1883 р створив прилад, який створює звук точно заданої частоти (рис. 1), по конструкції нагадує свисток. З його допомогою вдалося з'ясувати, що вухо більшості людей чує звуки частотою не більше 20 000 Гц. Звуки ж більш високих частот стали називати ультразвуками. Їх чують, наприклад, кішки, собаки і коні. Вони сприймають звуки з частотою 20 - 30 тис. Гц, але всі рекорди б'ють кажани. Для них і 70 тис. Гц не межа.
Сьогодні браконьєрам ультразвукові свистки не потрібні. Але вони все ж знаходять застосування.
На початку минулого століття відомий дресирувальник М.А.Дуров показав в Москві на арені цирку кінь, що вміла складати і множити цілі числа і навіть отримувати коріння. Відповідь вона подавала ударом копита. Більш того, дресирувальника садили за ширму, давали приклади в письмовій формі, а кінь сприймала їх телепатично і давала правильну відповідь. Москва була вражена.
Трохи побавившись, М.А.Дуров відкрив свій секрет. В кишені артиста знаходилася гумова груша зі свистком Гальтона. Непомітно натискаючи її, маестро подавав коні сигнал, який не чув ніхто, крім неї. А вона, знай своє діло, при цьому постукувала копитом, що глядачі приймали за цифровий код.
У роки Другої світової війни японці знайшли свистку Гальтона більш серйозне застосування. В ході війни на Тихому океані американці не раз брали в полон невеликі японські судна. Команда здавалася, залишаючи цілісінький все найголовніше: зброя, провіант, двигуни. Але раз по раз на капітанському містку знаходили уламки якогось приладу, що складався з бляшаного рупора і трубок.
Прийнятий сигнал обробляли, віднімаючи несучу частоту, і ставав чути людський голос. Дальність дії такої системи зв'язку досягала декількох кілометрів.
Мал. 2. Суддівський спортивний свисток
Але поговоримо про конструкції свистків. Почнемо з самого простого (рис. 2). Візьміть дві смужки жерсті. Одну з них зігніть, як показано на малюнку, зигзагом, а іншу - дужках і спаяти між собою. Якщо затиснути бічні отвори вироби між великим і вказівним пальцями і подути в трубочку, може вийти свист. Якщо свисток мовчить, доведеться зайнятися регулюванням. Вона полягає в тому, щоб знайти правильне положення щодо плоскою трубочки кінця циліндричної частини свистка. Чистий і гучний свист виходить, коли струмінь повітря входить в циліндричну частину, робить по ній оборот і відхиляє вгору потік повітря, що виходить з трубки. Перебіг в циліндричної частини припиняється, але за мить перешкода зникає; нова порція повітря входить в циліндричну частину, робить по ній оборот, і все повторюється. В результаті з щілини свистка виходить потік повітря, що уривається з великою частотою. Він і породжує звук.
Після першого вдалого досвіду зробіть кілька свистків з циліндричною частиною різного діаметру від 5 до 20 мм. Чим менше діаметр циліндричної частини, тим вище частота звуку. Свисток діаметром менше 5 мм вже може давати ультразвук. Тільки ви його не почуєте, тому налагоджувати такий свисток доведеться з осцилографом і мікрофоном. Ультразвук ви побачите на екрані у вигляді відрізка синусоїди. Регулювання свистка проводиться до отримання максимальної її амплітуди. Ну, а якщо немає осцилографа, постарайтеся знайти спільну мову з кішкою або собакою.
Мал. 3. Пристрій гудка пароплава
Описаний свисток простий у виготовленні і налагодженні. Але набагато ефективніше циліндричний свисток (рис. 3). При довжині близько метра він дає звук з частотою 100 - 150 Гц і зможе замінити гудок пароплава. При довжині ж кілька міліметрів гудок перетвориться в свисток Гальтона частотою до 60 000 Гц.
Мал. 4. Свисток для управління моделями: 1 - регулювальний гвинт; 2 - поршень; 3 - резонатор (резонансна порожнину); 4 - вставка, що утворює кільцеву щілину; 5 - відбивач звуку; 6 - повітряна трубка.
На малюнку 4 ви бачите ультразвукової свисток, призначений для управління моделями. Він працює від гумової груші і забезпечений параболічних рефлектором, що направляють звук на відстань до 25 м. Навчивши собаку реагувати на його звук, можна показувати з нею різні фокуси.