Акустичний резонанс звучить тіло може здійснювати як вільні, так і вимушені


Звучить тіло може здійснювати як вільні, так і вимушені коливання під дією зовнішньої періодичної сили. Коли частота зовнішньої сили збігається з власною частотою коливань, настає резонанс.
Найпростіше спостерігати акустичний резонанс за допомогою двох однакових камертонів. Розташуємо камертон на НЕ-великій відстані так, щоб отвори ящиків §ьілі спрямовані один до одного (рис. 4.30). Вдаривши молоточком За гілки одного камертона, ми виявимо незабаром, що і другий камертон починає звучати. Звукова хвиля від першого камертона створює періодичну силу, діючу на другий камертон. Частоти коливань камертонів однакові, і амплітуда коливань другого камертона внаслідок резонансу

виявляється досить великий. Якщо ж взяти камертон з різними власними частотами, то другий камертон при порушенні першого практично звучати не буде.
Більш того, досить прикріпити до гілки одного з двох однакових камертонів шматочок пластиліну, як уже резонанс не виникає. Загасання коливань камертона мало, і тому резонансна крива є дуже гострою (див. § 1.10). Збільшення маси гілки камертона змінює частоту його власних коливань, і відбувається розлад резонансу.
Явище резонансу використовується для посилення звучання камертона. Якщо вилку камертона зняти з ящика і порушити в ній коливання, то звук буде дуже слабким.

Розберемося в причини цього.
Повітря є пружним тілом. Тому стовп повітря в трубі або ящику має певний набір власних частот подібно натягнутій струні або гумовому шнуру. Іншими словами, в стовпі повітря можуть виникати стоячі хвилі. Якщо труба закрита з двох кондов, то на її краях утворюються вузли стоячої хвилі. Частоти власних коливань будуть визначатися, як і для струни, формулою
(4.13.1)
де v - швидкість звуку, а I - довжина труби.
Якщо труба відкрита з одного кінця, то у відкритого кінця утворюється пучность зсувів. Тому вздовж труби (або ящика) при коливаннях основної частоти укладається чверть довжини хвилі. Частота основного тону дорівнює в цьому випадку
* Г = ГГТг (4.13.2)
Основний тон резонатора ящика збігається з власною частотою коливань камертона. Тому під впливом періодичної сили, з якою камертон діє на кришку ящика, в ящику збуджується інтенсивна стояча хвиля. Звукова хвиля створюється в основному за рахунок коливань повітря в ящику, а не гілок камертона.
В духових музичних інструментах (орган, кларнет, саксофон і т. Д.) Під дією повітряного струменя збуджуються коливання з частотою, дуже близькою до власної частоти коливань стовпа повітря в трубі. Залежно від довжини труби порушуються коливання тієї чи іншої частоти.