Хлопок как физическое явление¶
Хлопок — резкий короткий звук, возникающий при быстром сжатии или разрежении воздуха, при столкновении твёрдых тел, при сгорании газовоздушной смеси, а также обозначение растения семейства Мальвовые (Gossypium), дающего важнейшее волокно. В зависимости от контекста термин относится к акустике, физике взрывных процессов, биологии или бытовым явлениям.
¶Акустическая природа
Хлопок — это кратковременный импульсный звук, занимающий по времени обычно от нескольких миллисекунд до десятков миллисекунд. В спектральном отношении он близок к шуму: энергия распределена по широкой полосе частот, без выраженных тональных компонент. Ухо воспринимает такой сигнал как щелчок или удар.
Физически хлопок возникает, когда воздух резко меняет давление или скорость. При быстром сжатии объёма воздуха (например, при ударе ладонями) волна давления расходится во все стороны и воспринимается как звук. Если изменение объёма происходит медленно, звук не возникает — порог восприятия зависит от скорости сжатия.
¶Основные источники
¶Механические хлопки
К механическим источникам относятся:
- удары твёрдых тел — хлопок в ладоши, хлопушка, хлопковая болванка (театральный реквизит), хлопушка для фотографии;
- резкое сжатие воздуха в закрытом объёме — хлопок двери, захлопывание книги;
- разрыв воздушного пространства — хлопок плети, свисток.
¶Аэродинамические хлопки
При превышении скоростью звука (около 340 м/с при нормальных условиях) возникает ударная волна, воспринимаемая как хлопок. Так звучит сверхзвуковой полёт самолёта: ударная волна достигает наблюдателя с задержкой, образуя так называемый «звуковой удар» или «соник-бум». Вблизи земли интенсивность такой волны может повреждать строения.
¶Взрывные хлопки
При сгорании газовоздушной смеси в замкнутом объёме давление резко возрастает, и выброс газов создаёт хлопок. Примеры — хлопок автомобильной шины, взрыв воздушного шарика, воспламенение паров бензина. Если смесь горит медленно (дефлаграция), звук мягче, чем при детонации.
¶Биологические и бытовые
В природе хлопки издают некоторые животные — например, рыбы-слонги (Mormyridae) и электрические угри генерируют щелчки электрическими разрядами. В быту хлопком называют также звук, сопровождающий работу некоторых механизмов — реле, выключателей, затворов фотоаппаратов.
¶Хлопок как растение
Хлопчатник (хлопок, Gossypium) — род однолетних и многолетних кустарников семейства Мальвовые, возделываемых ради семян, покрытых длинными мягкими волокнами. Основные виды: G. hirsutum (хлопчатник обыкновенный), G. barbadense (хлопчатник перуанский), G. arboreum и G. herbaceum.
¶История возделывания
Древнейшие находки хлопковых волокон относят к периоду около 5000 лет до н. э. — в Перу и на юге Мексики. В Индии хлопчатник культивировался не позднее 3000 лет до н. э. В России промышленное возделывание хлопчатника началось в XIX веке в Средней Азии (Туркестан) и Закавказье. К началу XX века Российская империя входила в число крупных производителей сырья, а в советское время хлопководство стало основой экономики республик Средней Азии.
¶Агротехника
Хлопчатник теплолюбив, требует длинного безморозного периода (180–220 дней), обильного полива и плодородных почв. Основные районы возделывания в мире — Китай, Индия, Пакистан, США, Бразилия, Узбекистан. Волокно собирают вручную или комбайнами, после чего проводят очистку, расчёску и прядение.
¶Применение
Хлопковое волокно используется для производства хлопчатобумажных тканей, трикотажа, ваты, нитей, взрывчатых веществ (нитроцеллюлоза). Из семян получают хлопковое масло, жмых идёт на корм скоту. Стебли и листья идут на производство целлюлозы и картона.
¶Хлопок в культуре
В русском языке выражение «хлопок» употребляется и переносно: «дать на лапу» — взятка; «хлопнуть дверью» — уйти обиженным; «хлопки» — аплодисменты. В артиллерии «хлопок» — звук выстрела, особенно при стрельбе холостыми зарядами.
¶Интересные факты
- Скорость звука в воздухе при 20 °C составляет около 343 м/с — именно при превышении этой скорости формируется ударная волна.
- Хлопок плети на конце достигает скорости свыше 1000 м/с, что создаёт локальный сверхзвуковой удар.
- Мировое производство хлопка-сырца превышает 25 млн тонн в год.
¶Источники
- Большая российская энциклопедия
- Физическая энциклопедия (статьи «Звук», «Ударная волна»)
- Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
- Аграрная энциклопедия. Том «Растениеводство»