Неисчезающее эхо
Творческое задание #2 - «Воплощение»
Talbot Hughes. Echo. 1900
Никто его не видывал,
А слышать всякий слыхивал.
Без тела - а живёт оно,
Без языка - кричит!...
Н. А. Некрасов «Кому на Руси жить хорошо»
Прав поэт-классик - никто не видывал эхо. Прав и английский художник Талбот Хьюз, силой воображения зримо воплотивший образ Эхо.
(верхний и все остальные снимки художественных полотен, а также схемы, взяты из открытых источников интернета).
Эхо... Почему я взялась за столь непростую для меня тему? Я далека от физики, мне ближе лирика.
Ранее подступала к теме, но только с лирической стороны. Почему бы не воплотить подход лирика к физической теме?
Например, элементарно понять: почему, когда мы кричим, зовём, - складываем руки рупором?
Или более сложный вопрос. С давних времен, мечтая подняться в небо, люди изучали полёт птиц. От первых орнитоптеров до современных летательных аппаратов прошли века, но ведь есть прекрасный результат!
Все знают, что летучие мыши, землеройки и дельфины используют эхолокацию для ориентирования в пространстве, отлично передвигаются в полной темноте. Что предпринимается, чтобы выработать способность ориентироваться в пространстве для незрячих людей?
На эти и другие вопросы нашла ответы в специальной литературе (насколько возможно, постаралась переложить их доступным языком). Было довольно интересно. Оказывается, есть даже знаменитые эхо! Эхо также может быть нежелательным явлением: оно является существенной помехой для аудиозаписи. Для улучшения звуковых свойств больших залов и аудиторий их стены часто облицовывают звукопоглощающими материалами.
Что такое эхо?
Что мы знаем об этом интересном физическом явлении? Кто хорошо помнит школьный курс физики, то наверняка ответит, что эхо является физическим явлением, это - результат восприятия наблюдателем отраженной от препятствий волны.
Эхо "прячется" между деревьями в лесу; в горах - среди скал; в замке - у стен. Как в зеркале мы видим свое отражение, так и и эхо - это отражение, только не предмета, а звука. Звук отражается от любого встретившегося ему на пути препятствия - от деревьев, от скал, от стен, которые для него тоже что-то вроде зеркала.
Отраженные звуковые волны возвращается к наблюдателю (источнику шума), который может услышать их позже. Именно этот отраженный от препятствий звук и зовется эхом.
Облака тоже отражают звук и создают эхо. Когда мы слышим раскаты грома, это свидетельствует о том, что звук грома многократно отражается от облаков.
Суть явления в том, что звук отражается от источника и возвращается к месту, где он возник.
О происхождении слова "эхо"
Александр Кабанель, "Эхо", 1887
Слово "эхо" имеет довольно интересную историю. В русский язык оно пришло из немецкого слова echo. В немецкий язык это слово попало, как и множество других слов в западноевропейских языках, из латыни - ēсhō . А латынь переняло это слово из греческого - ἠχώ, что означало «отзвук».
Синонимы слова "эхо":
астероид, волна, нимфа, ореада, ответ, отголосок, отгул, отзвук, отзыв, отклик, отражение, повторение, радиоэхо, эховолна.
Гай Хэд. "Эхо", 1793
Каким бывает эхо?
Эхо бывает нескольких видов:
- однократное эхо - волна отражается один раз и возвращается к наблюдателю;
- многократное эхо - возникает несколько звуковых откликов;
- реверберация - многочисленное эхо в небольшом помещении, сливающееся в сплошной звук.
- мировое эхо - этот особый вид эха являет собой звук, иногда возникающий в диапазоне коротких волн, который возвращается через некоторое время после передачи сигнала;
- световое эхо - это астрономический термин, явление возникает при резкой вспышке света (например, при вспышках новых звезд).
Эхо в горах
Зинаида Серебрякова, этюд "Нарцисс и нимфа Эхо", 1917
Согласно русским преданиям, некоторые виды эха означают пересмешничество лешего, особенно если это эхо - многоголосое. И всё же: кто из нас не пытался вызвать эхо?! Пели в пещере, кричали в горах, ухали, наклонившись над колодцем...
Где эхо слышно один раз? Есть много равнин, окруженных лесами, много полян в лесах; стоит громко крикнуть на такой поляне, чтобы от стены леса донеслось более или менее отчетливое эхо.
Самое удивительное эхо "живёт" в горах. В горах эхо бывает разнообразнее, чем на равнинах. Встречается в скалистых местностях, горных районах, в каменных замках. Там оно повторяется многократно, в следствии многократного отражения звука.
Многократное эхо возникает, когда имеется несколько отражающих поверхностей, находящихся на разных расстояниях от источника звука (наблюдателя).
Ухо Дионисия
Ухо Дионисия - искусственная пещера из известняка в городе Сиракузы на острове Сицилия в Италии.
Название пещере дано художником Микеланджело, оно происходит от сходства пещеры с человеческим ухом. Также название связано с акустическим эффектом внутри пещеры - голоса людей отражаются эхом до 16 раз.
Ещё несколько знаменитых многократных эхо перечислены в энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона: в замке Вудсток в Англии эхо отчетливо повторяет 17 слогов. Развалины замка Деренбург возле Гальберштадта давали 27-сложное эхо, которое, однако, умолкло с тех пор, как одна стена была взорвана. Скалы, раскинутые в форме круга возле Адерсбаха в Чехословакии, повторяют в определенном месте троекратно семь слогов; но в нескольких шагах от этой точки даже звук выстрела не дает эхо. Весьма многократное эхо наблюдалось в одном (ныне несуществующем) замке близ Милана: выстрел, произведенный из окна флигеля, повторялся эхом 40-50 раз, а громкое слово - раз 30.
В Сибири на реке Лене севернее Киренска есть удивительное место. Рельеф скалистых берегов там таков, что эхо гудков идущих по реке теплоходов может повторяться до 10 раз.
Многократное эхо можно слышать также на Телецком озере в горах Алтая.
Эхо и юмор
Среди рассказов американского юмориста Марка Твена есть смешная выдумка о злоключениях коллекционера, возымевшего мысль составить себе коллекцию эхо! Чудак неутомимо скупал все те участки земли, где воспроизводились многократные или чем-либо иным замечательные эхо.
Прежде всего, он купил эхо в штате Джорджия, которое повторялось четыре раза, потом шестикратное в Мериленде, затем 13-кратное в Мэне. Следующей покупкой было 9-кратное эхо в Канзасе, дальнейшей - 12-кратное в Тенесси, дешево приобретенное, потому что нуждалось в ремонте: часть утеса обвалилась. Он думал, что его можно починить достройкой; но архитектор, который взялся за это дело, никогда еще не страивал эха и потому испортил его в конец, - после обработки оно могло годиться разве лишь для приюта глухонемых...
Воплощенные применения явления эха
Долгое время человек не извлекал из эха никакой пользы, пока не был придуман способ измерять с его помощью глубину морей и океанов. Изобретение это зародилось случайно. В 1912 году затонул с большинством пассажиров огромный океанский пароход «Титаник», - затонул от случайного столкновения с айсбергом. Чтобы предупредить подобные катастрофы, пытались в туман или в ночное время пользоваться эхом для обнаружения присутствия ледяной преграды впереди судна. Способ на практике себя не оправдал, зато натолкнул на другую мысль: измерять глубину морей с помощью отражения звука от морского дна. Мысль оказалась очень удачной.
Эхолот, как назвали эту установку, совершил настоящий переворот в практике измерения морских глубин.
Если точное измерение больших глубин имеет важное значение для науки океанографии, то возможность быстро, надежно и точно определять глубину в мелких местах является существенным подспорьем в мореплавании, обеспечивая его безопасность: благодаря эхолоту судно может смело и быстрым ходом приближаться к берегу.
В современных эхолотах применяются не обычные звуки, а чрезвычайно интенсивные «ультразвуки», неслышимые человеческим ухом.
На принципе отражения волн построена работа и многих других приборов - сонаров, радаров, громкоговорителей и т.д.
Эхолот для рыбалки
Все рыбаки знают, что такое эхолот - это устройство, использующиеся для поиска рыбы и для получения картины рельефа дна водоёма. Благодаря использованию этих аппаратов не только существенно сокращается время поиска рыбы, но и становится доступным получение картины дна водоёма, которое можно будет использовать в дальнейшем для различных задач (например, поиск закоряженных участков, глубоких ям и прочих характерных объектов).
Почему, когда мы кричим, зовём, - складываем руки рупором?
На свойстве звука отражаться от гладких поверхностей основано действие рупора - расширяющейся трубы обычно круглого или прямоугольного сечения. При его использовании звуковые волны не рассеиваются во все стороны, а образуют узконаправленный пучок, за счет чего мощность звука увеличивается и он распространяется на большее расстояние.
Руки, действительно, играют роль рупора, звук получается направленный и распространяется дальше, чем при обычном крике.
Эхолокационная система живности
Сегодня общеизвестно: для ориентации в пространстве и для определения местоположения объектов вокруг животные используют эхолокацию при помощи высокочастотных звуковых сигналов. В XVIII веке, когда эта версия была выдвинута, она была высмеяна современниками - короткие ультразвуковые сигналы в то время ещё было невозможно зафиксировать.
Животные используют эхолокацию для ориентации в пространстве и для определения местоположения объектов вокруг, в основном при помощи высокочастотных звуковых сигналов. Наиболее развита эхолокация у летучих мышей и дельфинов, также её используют землеройки, ряд видов ластоногих (тюлени), птиц (гуахаро, саланганы и др.).
Данный способ ориентации в пространстве позволяет животным обнаруживать объекты, распознавать их и даже охотиться в условиях полного отсутствия света, в пещерах и на значительной глубине.
С помощью эхолокатора мыши хорошо ориентируются в полной темноте, при полете в густых зарослях улавливают акустические отражения от мелких насекомых даже на фоне листвы.
Бабочки
Совки (или ночницы, Noctuidae) - эти бабочки, как и совы, активны в сумерках и ночью, из-за чего и получили свое название. Имеются и другие элементы сходства: зрение, адаптированное к очень низкой освещенности, высокочувствительная слуховая система и, как необходимое условие реализации возможностей слуха, - способность к бесшумному полету. И совы, и совки используют слух при пассивной локации: птицы по характерному шуршанию определяют положение добычи, а бабочки, воспринимая эхолокационные сигналы летучих мышей, могут вовремя сманеврировать и уйти от своего основного врага.
Бабочки могут услышать громкие щелчки мышей с расстояния 35 м; это в пять-шесть раз больше дальности обнаружения насекомого мышью. Такое соотношение заставило хищников перестраивать стратегию охоты. Некоторые виды мышей, подлетая к жертве, не пользуются эхолокатором, а ориентируются на шум полета самого насекомого; другие перестраивают свою локационную систему в сторону снижения громкости зондирующих сигналов и смещения доминирующих частот в те области ультразвукового диапазона, в которых совки менее чувствительны.
Планомерно изучать акустические взаимоотношения летучих мышей и бабочек начали в 50-е годы с появлением особо приспособленного оборудования.
Эхолокация у дельфинов
Дельфины - весьма своеобразно устроенные животные. Из-за исключительно водного образа жизни все системы организма дельфина - органы чувств, системы дыхания, кровообращения и др. -работают в совершенно иных условиях, чем аналогичные системы наземных млекопитающих.
Среди всех систем организма дельфина одна из самых интересных - слуховая. Дело в том, что под водой возможности зрения ограничены из-за невысокой прозрачности воды. Поэтому основные сведения об окружающей обстановке дельфин получает с помощью слуха. При этом он использует активную локацию: анализирует эхо, возникающее при отражении издаваемых им звуков от окружающих предметов.
"Видеть" мир при помощи звука
Способность ориентироваться в пространстве по отраженному от предметов звуку могут развить и люди (причем как незрячие, так и зрячие). В отличие от животных (например, летучих мышей и дельфинов), для человека она не некое врожденное свойство, а умение, которое можно развить, натренировав слух, отмечают ученые. Овладевшие эхолокацией люди, как правило, цокают языком, создавая резкий звук, а затем слушают отражение и по его тональности, громкости и тембру определяют, есть ли вокруг предметы, а если есть, то где они находятся и какие они.
То, что хорошо владеющий эхолокацией незрячий человек может видеть мир благодаря звукам, доказывает и пример американца Дэниэла Киша. В младенчестве он лишился глаз из-за рака, а затем самостоятельно, исследуя мир без особых запретов и контроля со стороны взрослых, освоил умение ориентироваться по звуку, отраженному после щелчка языком. Свою способность Киш буквально довел до совершенства: сегодня он не только путешествует, катается на велосипеде, но и учит других людей с нарушением зрения эффективно использовать отраженный звук.
Снимок из свободного доступа в интернете
В 2016 году победителем шоу "Удивительные люди" стал незрячий музыкант Эдуард Нехаев из Курска, который владеет эхолокацией.
Эдуард Нехаев - профессиональный музыкант, обладающий, как и многие незрячие, особо тонким слухом. Он способен определить, какой предмет находится перед ним, не видя его. Эдуард объясняет, что от разных вещей звуковые волны отражаются по-разному, музыкант издает щелчки языком и прислушивается к эху. С помощью звука видит и его брат Руслан, который научил Эдуарда соответствующим приемам еще в детстве. Эдуард никогда в жизни не видел нот, но сочиняет музыку и тексты собственных песен, держа все в памяти.
Согласно исследованиям, легче всех эхолокацией овладевают дети, однако научиться видеть при помощи слуха могут и взрослые.
Эхолокация у человека пока изучена недостаточно хорошо, однако результаты тех исследований, которые уже проведены, очень интересны и говорят о большом потенциале способности.
Мифы о природе эха
Древние греки объясняли многие природные явления мифами. Не стало исключением и эхо. Миф о рождении эха гласит примерно следующее: нимфа по имени Эхо была наказана супругой Зевса - Герой. Произошло это оттого, что Эхо пыталась своими речами отвлечь внимание Геры от Зевса, который в это время ухаживал за другими нимфами. Заметив это, Гера разгневалась и сделала так, чтобы Эхо не могла говорить, когда другие молчат, и не могла молчать, когда другие говорят.
Никола Пуссен. Нарцисс и Эхо (Лувр). 1594 - 1665.
История Нарцисса, полюбившего собственное отражение, достаточно широко известна. Более того, само имя мифологического персонажа стало нарицательным и даже послужило названием термину «нарциссизм», который означает самовлюблённость и завышенную самооценку.
В версии Овидия Нарцисс был прекрасным сыном речного бога Кефиса и наяды Лириопы. Слепой прорицатель Тиресий предсказал, что Нарцисс доживёт до старости, если не посмотрит на себя. Нарцисс отвергал всех нимф и женщин, которые в него влюблялись. Одной из них была нимфа Эхо, которая могла только повторять чужие слова. Она была так расстроена его отказом, что стала чахнуть и истаяла так, что от неё остался лишь шёпот. Её молитвы были услышаны богиней Немезидой, которая заставила Нарцисса влюбиться в собственное отражение в бассейне с водой. Он продолжал смотреть на своё отражение, пока не умер. На том месте, где он умер, вырос цветок нарцисса.
Картина Джона Уильяма Уотерхаус "Эхо и Нарцисс" изображает решающий момент легенды, когда Нарцисс впервые видит своё отражение, а несчастная охваченное любовью Эхо с тоской наблюдает, как он исполняет пророчество:
John William Waterhouse. Echo and Narcissus. 1903
"Поэзия как эхо жизни". Нимфа Эхо в поэзии
Ревет ли зверь в лесу глухом,
Трубит ли рог, гремит ли гром,
Поет ли дева за холмом -
На всякий звук
Свой отклик в воздухе пустом
Родишь ты вдруг.
Ты внемлешь грохоту громов,
И гласу бури и валов,
И крику сельских пастухов -
И шлешь ответ;
Тебе ж нет отзыва… Таков
И ты, поэт!
А.С.Пушкин, 1831
Стихотворение Пушкина "Эхо" - образец реалистической поэзии. Оно раскрывает сущность поэта, сопоставляя его деятельность с физическим явлением эха.
Поэзия, "как эхо жизни" (Б.Пастернак), свободно разносится по свету, не признавая границ и барьеров.
Стоит отметить ещё одну легенду, согласно которой Эхо была влюблена в лесное божество Пана. У них была общая дочь, Ямба, в честь которой назван стихотворный размер ямб.
Эхо, как образ, и образ нимфы Эхо можно встретить в стихотворениях поэтов различных эпох и в разных стихотворных размерах.
В ваших ушах я, Эхо, живу, проходящая
всюду,
Хочешь меня написать - голос возьми
напиши.
Децим Магн Авсоний, римский поэт IV в.
Листва кружевная!
Осеннее злато!
Зову - и трикраты
Мне издали звонко
Ответствует нимфа, ответствует Эхо...
А.Блок, 1905
Та же птичка, что певала,
Ночью песнь свою поет;
Но та песнь грустнее стала,
Радость на сердце нейдет!
Эхо тихо простонало:
Да, нейдет!
А.Фет, между 1874 и 1886
В тиши перевала, где скалы ветрам не помеха,
На кручах таких, на какие никто не проник,
Жило-поживало веселое горное,
горное эхо,
Оно отзывалось на крик - человеческий крик.
В.Высоцкий, 1973
Неисчезающее эхо
Константин Сомов. "Эхо прошедшего времени". 1903
"Без прошлого нет будущего", - эта расхожая фраза имеет прямое отношение к каждому из нас. Эхо прошлого живет в нас. Оно доносит и счастье, и беду.
Мы вправе выбирать, о чем нельзя забывать и на чем строить своё будущее. Желаю неисчезающего эха всем и во всём, особенно - в любви.
Бывало так: чувства - всего лишь потеха,
хоть голос любви не умеет юлить.
Когда-то и мне не откликнулось эхо,
подумав, что я не умею любить.
С тех пор я живу лишь оглядкой на эхо,
услышать его постоянно стремлюсь.
Звучит оно пусть неисчезнувшей вехой,
пусть даже в любви, навевающей грусть.
Talbot Hughes. Echo. 1900
Никто его не видывал,
А слышать всякий слыхивал.
Без тела - а живёт оно,
Без языка - кричит!...
Н. А. Некрасов «Кому на Руси жить хорошо»
Прав поэт-классик - никто не видывал эхо. Прав и английский художник Талбот Хьюз, силой воображения зримо воплотивший образ Эхо.
(верхний и все остальные снимки художественных полотен, а также схемы, взяты из открытых источников интернета).
Эхо... Почему я взялась за столь непростую для меня тему? Я далека от физики, мне ближе лирика.
Ранее подступала к теме, но только с лирической стороны. Почему бы не воплотить подход лирика к физической теме?
Например, элементарно понять: почему, когда мы кричим, зовём, - складываем руки рупором?
Или более сложный вопрос. С давних времен, мечтая подняться в небо, люди изучали полёт птиц. От первых орнитоптеров до современных летательных аппаратов прошли века, но ведь есть прекрасный результат!
Все знают, что летучие мыши, землеройки и дельфины используют эхолокацию для ориентирования в пространстве, отлично передвигаются в полной темноте. Что предпринимается, чтобы выработать способность ориентироваться в пространстве для незрячих людей?
На эти и другие вопросы нашла ответы в специальной литературе (насколько возможно, постаралась переложить их доступным языком). Было довольно интересно. Оказывается, есть даже знаменитые эхо! Эхо также может быть нежелательным явлением: оно является существенной помехой для аудиозаписи. Для улучшения звуковых свойств больших залов и аудиторий их стены часто облицовывают звукопоглощающими материалами.
Что такое эхо?
Что мы знаем об этом интересном физическом явлении? Кто хорошо помнит школьный курс физики, то наверняка ответит, что эхо является физическим явлением, это - результат восприятия наблюдателем отраженной от препятствий волны.
Эхо "прячется" между деревьями в лесу; в горах - среди скал; в замке - у стен. Как в зеркале мы видим свое отражение, так и и эхо - это отражение, только не предмета, а звука. Звук отражается от любого встретившегося ему на пути препятствия - от деревьев, от скал, от стен, которые для него тоже что-то вроде зеркала.
Отраженные звуковые волны возвращается к наблюдателю (источнику шума), который может услышать их позже. Именно этот отраженный от препятствий звук и зовется эхом.
Облака тоже отражают звук и создают эхо. Когда мы слышим раскаты грома, это свидетельствует о том, что звук грома многократно отражается от облаков.
Суть явления в том, что звук отражается от источника и возвращается к месту, где он возник.
О происхождении слова "эхо"
Александр Кабанель, "Эхо", 1887
Слово "эхо" имеет довольно интересную историю. В русский язык оно пришло из немецкого слова echo. В немецкий язык это слово попало, как и множество других слов в западноевропейских языках, из латыни - ēсhō . А латынь переняло это слово из греческого - ἠχώ, что означало «отзвук».
Синонимы слова "эхо":
астероид, волна, нимфа, ореада, ответ, отголосок, отгул, отзвук, отзыв, отклик, отражение, повторение, радиоэхо, эховолна.
Гай Хэд. "Эхо", 1793
Каким бывает эхо?
Эхо бывает нескольких видов:
- однократное эхо - волна отражается один раз и возвращается к наблюдателю;
- многократное эхо - возникает несколько звуковых откликов;
- реверберация - многочисленное эхо в небольшом помещении, сливающееся в сплошной звук.
- мировое эхо - этот особый вид эха являет собой звук, иногда возникающий в диапазоне коротких волн, который возвращается через некоторое время после передачи сигнала;
- световое эхо - это астрономический термин, явление возникает при резкой вспышке света (например, при вспышках новых звезд).
Эхо в горах
Зинаида Серебрякова, этюд "Нарцисс и нимфа Эхо", 1917
Согласно русским преданиям, некоторые виды эха означают пересмешничество лешего, особенно если это эхо - многоголосое. И всё же: кто из нас не пытался вызвать эхо?! Пели в пещере, кричали в горах, ухали, наклонившись над колодцем...
Где эхо слышно один раз? Есть много равнин, окруженных лесами, много полян в лесах; стоит громко крикнуть на такой поляне, чтобы от стены леса донеслось более или менее отчетливое эхо.
Самое удивительное эхо "живёт" в горах. В горах эхо бывает разнообразнее, чем на равнинах. Встречается в скалистых местностях, горных районах, в каменных замках. Там оно повторяется многократно, в следствии многократного отражения звука.
Многократное эхо возникает, когда имеется несколько отражающих поверхностей, находящихся на разных расстояниях от источника звука (наблюдателя).
Ухо Дионисия
Ухо Дионисия - искусственная пещера из известняка в городе Сиракузы на острове Сицилия в Италии.
Название пещере дано художником Микеланджело, оно происходит от сходства пещеры с человеческим ухом. Также название связано с акустическим эффектом внутри пещеры - голоса людей отражаются эхом до 16 раз.
Ещё несколько знаменитых многократных эхо перечислены в энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона: в замке Вудсток в Англии эхо отчетливо повторяет 17 слогов. Развалины замка Деренбург возле Гальберштадта давали 27-сложное эхо, которое, однако, умолкло с тех пор, как одна стена была взорвана. Скалы, раскинутые в форме круга возле Адерсбаха в Чехословакии, повторяют в определенном месте троекратно семь слогов; но в нескольких шагах от этой точки даже звук выстрела не дает эхо. Весьма многократное эхо наблюдалось в одном (ныне несуществующем) замке близ Милана: выстрел, произведенный из окна флигеля, повторялся эхом 40-50 раз, а громкое слово - раз 30.
В Сибири на реке Лене севернее Киренска есть удивительное место. Рельеф скалистых берегов там таков, что эхо гудков идущих по реке теплоходов может повторяться до 10 раз.
Многократное эхо можно слышать также на Телецком озере в горах Алтая.
Эхо и юмор
Среди рассказов американского юмориста Марка Твена есть смешная выдумка о злоключениях коллекционера, возымевшего мысль составить себе коллекцию эхо! Чудак неутомимо скупал все те участки земли, где воспроизводились многократные или чем-либо иным замечательные эхо.
Прежде всего, он купил эхо в штате Джорджия, которое повторялось четыре раза, потом шестикратное в Мериленде, затем 13-кратное в Мэне. Следующей покупкой было 9-кратное эхо в Канзасе, дальнейшей - 12-кратное в Тенесси, дешево приобретенное, потому что нуждалось в ремонте: часть утеса обвалилась. Он думал, что его можно починить достройкой; но архитектор, который взялся за это дело, никогда еще не страивал эха и потому испортил его в конец, - после обработки оно могло годиться разве лишь для приюта глухонемых...
Воплощенные применения явления эха
Долгое время человек не извлекал из эха никакой пользы, пока не был придуман способ измерять с его помощью глубину морей и океанов. Изобретение это зародилось случайно. В 1912 году затонул с большинством пассажиров огромный океанский пароход «Титаник», - затонул от случайного столкновения с айсбергом. Чтобы предупредить подобные катастрофы, пытались в туман или в ночное время пользоваться эхом для обнаружения присутствия ледяной преграды впереди судна. Способ на практике себя не оправдал, зато натолкнул на другую мысль: измерять глубину морей с помощью отражения звука от морского дна. Мысль оказалась очень удачной.
Эхолот, как назвали эту установку, совершил настоящий переворот в практике измерения морских глубин.
Если точное измерение больших глубин имеет важное значение для науки океанографии, то возможность быстро, надежно и точно определять глубину в мелких местах является существенным подспорьем в мореплавании, обеспечивая его безопасность: благодаря эхолоту судно может смело и быстрым ходом приближаться к берегу.
В современных эхолотах применяются не обычные звуки, а чрезвычайно интенсивные «ультразвуки», неслышимые человеческим ухом.
На принципе отражения волн построена работа и многих других приборов - сонаров, радаров, громкоговорителей и т.д.
Эхолот для рыбалки
Все рыбаки знают, что такое эхолот - это устройство, использующиеся для поиска рыбы и для получения картины рельефа дна водоёма. Благодаря использованию этих аппаратов не только существенно сокращается время поиска рыбы, но и становится доступным получение картины дна водоёма, которое можно будет использовать в дальнейшем для различных задач (например, поиск закоряженных участков, глубоких ям и прочих характерных объектов).
Почему, когда мы кричим, зовём, - складываем руки рупором?
На свойстве звука отражаться от гладких поверхностей основано действие рупора - расширяющейся трубы обычно круглого или прямоугольного сечения. При его использовании звуковые волны не рассеиваются во все стороны, а образуют узконаправленный пучок, за счет чего мощность звука увеличивается и он распространяется на большее расстояние.
Руки, действительно, играют роль рупора, звук получается направленный и распространяется дальше, чем при обычном крике.
Эхолокационная система живности
Сегодня общеизвестно: для ориентации в пространстве и для определения местоположения объектов вокруг животные используют эхолокацию при помощи высокочастотных звуковых сигналов. В XVIII веке, когда эта версия была выдвинута, она была высмеяна современниками - короткие ультразвуковые сигналы в то время ещё было невозможно зафиксировать.
Животные используют эхолокацию для ориентации в пространстве и для определения местоположения объектов вокруг, в основном при помощи высокочастотных звуковых сигналов. Наиболее развита эхолокация у летучих мышей и дельфинов, также её используют землеройки, ряд видов ластоногих (тюлени), птиц (гуахаро, саланганы и др.).
Данный способ ориентации в пространстве позволяет животным обнаруживать объекты, распознавать их и даже охотиться в условиях полного отсутствия света, в пещерах и на значительной глубине.
С помощью эхолокатора мыши хорошо ориентируются в полной темноте, при полете в густых зарослях улавливают акустические отражения от мелких насекомых даже на фоне листвы.
Бабочки
Совки (или ночницы, Noctuidae) - эти бабочки, как и совы, активны в сумерках и ночью, из-за чего и получили свое название. Имеются и другие элементы сходства: зрение, адаптированное к очень низкой освещенности, высокочувствительная слуховая система и, как необходимое условие реализации возможностей слуха, - способность к бесшумному полету. И совы, и совки используют слух при пассивной локации: птицы по характерному шуршанию определяют положение добычи, а бабочки, воспринимая эхолокационные сигналы летучих мышей, могут вовремя сманеврировать и уйти от своего основного врага.
Бабочки могут услышать громкие щелчки мышей с расстояния 35 м; это в пять-шесть раз больше дальности обнаружения насекомого мышью. Такое соотношение заставило хищников перестраивать стратегию охоты. Некоторые виды мышей, подлетая к жертве, не пользуются эхолокатором, а ориентируются на шум полета самого насекомого; другие перестраивают свою локационную систему в сторону снижения громкости зондирующих сигналов и смещения доминирующих частот в те области ультразвукового диапазона, в которых совки менее чувствительны.
Планомерно изучать акустические взаимоотношения летучих мышей и бабочек начали в 50-е годы с появлением особо приспособленного оборудования.
Эхолокация у дельфинов
Дельфины - весьма своеобразно устроенные животные. Из-за исключительно водного образа жизни все системы организма дельфина - органы чувств, системы дыхания, кровообращения и др. -работают в совершенно иных условиях, чем аналогичные системы наземных млекопитающих.
Среди всех систем организма дельфина одна из самых интересных - слуховая. Дело в том, что под водой возможности зрения ограничены из-за невысокой прозрачности воды. Поэтому основные сведения об окружающей обстановке дельфин получает с помощью слуха. При этом он использует активную локацию: анализирует эхо, возникающее при отражении издаваемых им звуков от окружающих предметов.
"Видеть" мир при помощи звука
Способность ориентироваться в пространстве по отраженному от предметов звуку могут развить и люди (причем как незрячие, так и зрячие). В отличие от животных (например, летучих мышей и дельфинов), для человека она не некое врожденное свойство, а умение, которое можно развить, натренировав слух, отмечают ученые. Овладевшие эхолокацией люди, как правило, цокают языком, создавая резкий звук, а затем слушают отражение и по его тональности, громкости и тембру определяют, есть ли вокруг предметы, а если есть, то где они находятся и какие они.
То, что хорошо владеющий эхолокацией незрячий человек может видеть мир благодаря звукам, доказывает и пример американца Дэниэла Киша. В младенчестве он лишился глаз из-за рака, а затем самостоятельно, исследуя мир без особых запретов и контроля со стороны взрослых, освоил умение ориентироваться по звуку, отраженному после щелчка языком. Свою способность Киш буквально довел до совершенства: сегодня он не только путешествует, катается на велосипеде, но и учит других людей с нарушением зрения эффективно использовать отраженный звук.
Снимок из свободного доступа в интернете
В 2016 году победителем шоу "Удивительные люди" стал незрячий музыкант Эдуард Нехаев из Курска, который владеет эхолокацией.
Эдуард Нехаев - профессиональный музыкант, обладающий, как и многие незрячие, особо тонким слухом. Он способен определить, какой предмет находится перед ним, не видя его. Эдуард объясняет, что от разных вещей звуковые волны отражаются по-разному, музыкант издает щелчки языком и прислушивается к эху. С помощью звука видит и его брат Руслан, который научил Эдуарда соответствующим приемам еще в детстве. Эдуард никогда в жизни не видел нот, но сочиняет музыку и тексты собственных песен, держа все в памяти.
Согласно исследованиям, легче всех эхолокацией овладевают дети, однако научиться видеть при помощи слуха могут и взрослые.
Эхолокация у человека пока изучена недостаточно хорошо, однако результаты тех исследований, которые уже проведены, очень интересны и говорят о большом потенциале способности.
Мифы о природе эха
Древние греки объясняли многие природные явления мифами. Не стало исключением и эхо. Миф о рождении эха гласит примерно следующее: нимфа по имени Эхо была наказана супругой Зевса - Герой. Произошло это оттого, что Эхо пыталась своими речами отвлечь внимание Геры от Зевса, который в это время ухаживал за другими нимфами. Заметив это, Гера разгневалась и сделала так, чтобы Эхо не могла говорить, когда другие молчат, и не могла молчать, когда другие говорят.
Никола Пуссен. Нарцисс и Эхо (Лувр). 1594 - 1665.
История Нарцисса, полюбившего собственное отражение, достаточно широко известна. Более того, само имя мифологического персонажа стало нарицательным и даже послужило названием термину «нарциссизм», который означает самовлюблённость и завышенную самооценку.
В версии Овидия Нарцисс был прекрасным сыном речного бога Кефиса и наяды Лириопы. Слепой прорицатель Тиресий предсказал, что Нарцисс доживёт до старости, если не посмотрит на себя. Нарцисс отвергал всех нимф и женщин, которые в него влюблялись. Одной из них была нимфа Эхо, которая могла только повторять чужие слова. Она была так расстроена его отказом, что стала чахнуть и истаяла так, что от неё остался лишь шёпот. Её молитвы были услышаны богиней Немезидой, которая заставила Нарцисса влюбиться в собственное отражение в бассейне с водой. Он продолжал смотреть на своё отражение, пока не умер. На том месте, где он умер, вырос цветок нарцисса.
Картина Джона Уильяма Уотерхаус "Эхо и Нарцисс" изображает решающий момент легенды, когда Нарцисс впервые видит своё отражение, а несчастная охваченное любовью Эхо с тоской наблюдает, как он исполняет пророчество:
John William Waterhouse. Echo and Narcissus. 1903
"Поэзия как эхо жизни". Нимфа Эхо в поэзии
Ревет ли зверь в лесу глухом,
Трубит ли рог, гремит ли гром,
Поет ли дева за холмом -
На всякий звук
Свой отклик в воздухе пустом
Родишь ты вдруг.
Ты внемлешь грохоту громов,
И гласу бури и валов,
И крику сельских пастухов -
И шлешь ответ;
Тебе ж нет отзыва… Таков
И ты, поэт!
А.С.Пушкин, 1831
Стихотворение Пушкина "Эхо" - образец реалистической поэзии. Оно раскрывает сущность поэта, сопоставляя его деятельность с физическим явлением эха.
Поэзия, "как эхо жизни" (Б.Пастернак), свободно разносится по свету, не признавая границ и барьеров.
Стоит отметить ещё одну легенду, согласно которой Эхо была влюблена в лесное божество Пана. У них была общая дочь, Ямба, в честь которой назван стихотворный размер ямб.
Эхо, как образ, и образ нимфы Эхо можно встретить в стихотворениях поэтов различных эпох и в разных стихотворных размерах.
В ваших ушах я, Эхо, живу, проходящая
всюду,
Хочешь меня написать - голос возьми
напиши.
Децим Магн Авсоний, римский поэт IV в.
Листва кружевная!
Осеннее злато!
Зову - и трикраты
Мне издали звонко
Ответствует нимфа, ответствует Эхо...
А.Блок, 1905
Та же птичка, что певала,
Ночью песнь свою поет;
Но та песнь грустнее стала,
Радость на сердце нейдет!
Эхо тихо простонало:
Да, нейдет!
А.Фет, между 1874 и 1886
В тиши перевала, где скалы ветрам не помеха,
На кручах таких, на какие никто не проник,
Жило-поживало веселое горное,
горное эхо,
Оно отзывалось на крик - человеческий крик.
В.Высоцкий, 1973
Неисчезающее эхо
Константин Сомов. "Эхо прошедшего времени". 1903
"Без прошлого нет будущего", - эта расхожая фраза имеет прямое отношение к каждому из нас. Эхо прошлого живет в нас. Оно доносит и счастье, и беду.
Мы вправе выбирать, о чем нельзя забывать и на чем строить своё будущее. Желаю неисчезающего эха всем и во всём, особенно - в любви.
Бывало так: чувства - всего лишь потеха,
хоть голос любви не умеет юлить.
Когда-то и мне не откликнулось эхо,
подумав, что я не умею любить.
С тех пор я живу лишь оглядкой на эхо,
услышать его постоянно стремлюсь.
Звучит оно пусть неисчезнувшей вехой,
пусть даже в любви, навевающей грусть.