 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Как и любая волна, звук характеризуется амплитудой и частотой
Любой звучащий предмет, например, детали работающего двигателя, наши голосовые связки или гитарная струна при своей вибрации совершают определённое количество колебаний в секунду Количество колебаний воздуха в секунду называется частотой звука. Волны с разной частотой воспринимаются нами как звук разной высоты: волны с малой частотой воспринимаются как низкие, басовые звуки, а волны с большой частотой - как высокие. Высокие звуки (например, мышиный писк или свист) рождают предметы с быстрой частотой колебаний, а низкие звуки (например, урчание мотора) - с медленной.
Частота измеряется в Герцах (Гц): 1 Гц = 1 колебание в секунду; или килогерцах (кГц): 1кГц = 1000 Гц. Барабанная перепонка нашего уха способна уловить только звуковые волны, которые рождает предмет, вибрирующий с частотой от 20 до 20 тысяч колебаний в секунду.
Считается, что человек слышит звуки в диапазоне частот от 20(16) Гц до 20 000 Гц. Звук, производимый очень медленно вибрирующим предметом (менее 20 колебаний в секунду) называется инфразвуком, а исходящий от быстро вибрирующего предмета (более 20 000 колебаний в секунду) – ультразвуком. И те, и другие мы не слышим, но они существуют..
Частота волны обратно пропорциональна длине волны - отрезку на оси распространения волны, в котором умещается полный цикл изменения плотности воздуха. Чем больше частота звука, тем меньше длина волны и наоборот. Длину волны очень легко вычислить по формуле l=C/f, где C - скорость звука (340 м/с), а f - частота звуковых колебаний. Например, волна, имеющая частоту 100 Гц имеет длину 340/100=3.4 м.
Амплитудой звуковой волны называется разница между самым высоким и самым низким значением плотности. Везде это понятие имеет одно и то же значение: разница между самым высоким пиком и самым низким "провалом" волны. На графике амплитуде будет соответствовать разница между самой высокой и самой низкой точкой изображения волны.
Высота звука - субъективное качество слухового ощущения, позволяющее располагать все звуки по шкале от низких к высоким. Для чистого тона она зависит главным образом от частоты (с ростом частоты высота звука повышается), но также и от его интенсивности. В. з. со сложным спектральным составом зависит от распределения энергии по шкале частот. Измеряют ее в мелах - тону с частотой 1 кГц и звуковым давлением 2*10-3 Па приписывают высоту 1000 мел; в диапазоне 20 Гц - 9000 Гц укладывается ок. 3000 мел. Измерение высоты произвольного звука основано на способности человека устанавливать равенство высот двух звуков или их отношение (во сколько раз один звук выше или ниже другого).
Но помимо высоты звука мы способны достаточно точно определять положение звукового источника в пространстве. Это означает, что звуковые волны должны обладать свойством, на которое реагирует наш слуховой аппарат.
Все объясняется достаточно просто: что наши уши отнесены на некоторое расстояние друг от друга. То есть, звук в каждое из них поступает не в одно и то же время, а в разное. По задержке попадания одной и той же звуковой волны на барабанные перепонки мы и определяем пространственное положение источника звука
Для описания относительных временных свойств двух звуковых волн (или разных частей одной волны) вводится понятие фазы звуковой волны. Посмотрите на Рис. 7. На первом графике показаны две волны, которые полностью совпадают друг с другом. В этом случае говорят, что волны находятся в фазе. На третьем графике в том месте, где у одной волны находится область высокой плотности, у другой - область низкой плотности. В этом случае говорят, что волны находятся в противофазе. При этом, если волны одинаковые, происходит их взаимное уничтожение (в природе это бывает крайне редко, чаще противофазные волны при наложении сильно искажают звук). Средний график показывает некое промежуточное положение. В этом случае говорят, что фаза одной волны сдвинута относительно другой.
Рис. 7 Фазы волны
Из всего вышесказанного становится понятно, что наш слух при определении пространственного положения источника звука реагирует именно на фазу волны. А по изменению фаз мы можем судить и о перемещении источника звука.
Поиск по сайту: