Теперь я перейду к одному из самых красивых, какие только можно вообразить, применений этих музыкальных струй для практических целей. То, что я теперь предполагаю показать, представляет немногое из большого числа опытов Чичестера Белля, двоюродного брата Грэхема Белля, изобретателя телефона.
Сначала я беру очень маленькую струю воды, вытекающую из трубочки под большим давлением, что вы можете видеть, когда я направляю струю в потолок: вода поднимается на два с лишним метра. Когда я заставлю эту струю воды ударять в резиновую перепонку, натянутую на конец трубки толщиною в мой мизинец, тогда перепонка будет вдавливаться водой, и тем больше, чем сильнее струя. Теперь, когда я держу отверстие, из которого бьет струя, у самой перепонки, гладкий столбик жидкости надавливает на нее, и она остается в покое; но если я стану постепенно удалять отверстие от перепонки, тогда некоторые перехваты, которые могли образоваться на столбике воды и число которых возрастает по мере передвижения, обнаруживают свое существование вполне очевидным образом. Когда в перепонку ударяет утолщенная часть столбика, перепонка подвергается несколько большему нажиму, чем обыкновенно, а когда следует суженная часть, давление ослабляется. Другими словами, очень слабое колебание, сообщенное струе, будет усиливаться по мере роста перехватов, и резиновая перепонка будет воспроизводить эти колебания, но в увеличенном масштабе. Теперь, если вы вспомните, что звук обусловливается колебаниями какого-либо тела, вы поймете, что наша струя представляет собой прибор для усиления звука. Чтобы убедить вас в справедливости сказанного, я направляю струю на перепонку, и вы сначала не слышите ничего. Но вот я приставляю к трубочке, из которой бьет струя воды, кусок дерева (рис. 45).
Рис. 45.
Теперь, если струя вообще стремится разбиться при одной частоте колебаний легче, чем при другой, или если кусок дерева или перепонка легче колеблются при какой-нибудь определенной частоте, тогда первые же колебания, соответствующие этой частоте, передадутся куску дерева, который сообщит их трубке, а та в свою очередь столбику воды и перепонке, где они будут усилены. Результат получится тот, что струя немедленно начнет петь собственную мелодию, воспроизводя громкий тон.
Теперь я удаляю кусок дерева и прикладываю к трубочке обыкновенные карманные часы. Сотрясения корпуса при постукивании маятника так ничтожны, что вы не в состоянии обнаружить их. Но эти сотрясения, передаваясь трубочке, обусловливают образование перехватов на струе воды, которые усиливаются по мере ее движения, и в результате получается такое громкое тиканье, что его можно слышать во всех углах этой большой комнаты (рис. 46).
Рис. 46.
Теперь я хотел бы показать вам, как усиливаются колебания при описанном только что явлении. Я опять подношу трубочку, из которой бьет вода, вплотную к резиновой перепонке, и вы опять не слышите ничего. По мере того как я постепенно удаляю трубочку, слышится слабый звук который становится все громче и громче, пока, наконец, он не начинает походить больше на стук молота о наковальню, чем на тиканье карманных часов.
Теперь я заменю эти часы другими, так называемыми часами с репетицией. Если нажать кнопку, они начинают бить сначала часы, затем четверти и, наконец минуты. Я надеюсь, что водяная струя даст вам всем возможность услышать, который теперь час. Слушайте! Раз, два, три, четыре… раз, два… раз, два, три, четыре, пять, шесть. Тридцать шесть минут пятого. Вы замечаете, что струя воды не только дала вам возможность слышать удары, но и добросовестно воспроизводила музыкальные ноты, так что вы в состоянии отличить одну ноту от другой.
Подобным же образом я могу заставить фонтан исполнить некоторую мелодию, просто приставив к трубочке длинную палку, другой конец которой упирается в музыкальный ящик. Как вы видите, прибор находится в другом ящике, завернутом в толстую двойную войлочную оболочку и тщательно закрытом, так что вы едва ли можете слышать что-либо; но в тот момент, когда к трубочке приставляется палка и вода направляется на резиновую перепонку, звуки музыкального ящика раздаются громко и слышны, я надеюсь во всех углах этой комнаты. Обыкновенно, описывая фонтан, говорят, что он играет; теперь мы видим, что фонтан может играть даже музыкальную пьесу. Но тут есть одна занятная особенность. При известной частоте колебаний струя разбивается легче, чем при какой-либо иной, или, другими словами, на некоторые звуки она отвечает как бы охотнее, чем на другие. Вы слышите, что, когда музыкальный ящик начинает играть, некоторые ноты особенно забавно подчеркиваются, напоминая тот же самый эффект, который получается, если на струны рояля положить монету.