Звук и неговите свойства
Съдържание
Звукът е физическо обективно явление. Негов източник е всяко еластично тяло, способно да произвежда механичен вибрации. В резултат на това се образуват звукови вълни, които достигат до човешкото ухо по въздуха. Той възприема вълните и ги преобразува в нервни импулси, които се предават на мозъка и се обработват от неговите полукълба. В резултат на това човек осъзнава определен звук.
Има три категории звуци:
- Мюзикъл – имат определена височина, обем, печат и други характеристики; се считат за най-организираните, те се отличават с богатство на динамични и печат свойства.
- Шум – звуци с неопределена височина. Те включват морски шум, свистене на вятъра, скърцане, щракания и много други.
- Звучи без фокусирана височина .
За създаване на композиции се използват само музикални звуци, понякога - шум.
звукови вълни
Това е разреждане и кондензация на звука в еластична или звукопроводима среда. Когато механичен е настъпила вибрация на тялото, вълната се отклонява през звукопроводима среда: въздух, вода, газ и различни течности. Размножаването става с различна скорост, която зависи от конкретната среда и нейната еластичност. Във въздуха този показател на звукова вълна е 330-340 m/s, във вода – 1450 m/s.
Звуковата вълна е невидима, но се чува от човек, тъй като въздейства върху тъпанчетата му. Има нужда от среда за разпространение. Учените са доказали, че във вакуум, тоест пространство без въздух, звукова вълна може да се образува, но не и да се разпространява.
Звукови приемници
Това е името на устройства, които възприемат звукова енергия, измерват характеристиките на звукова вълна (налягане, интензитет, скорост и т.н.) и я преобразуват в друга енергия. За получаване на звук в различни среди се използват следните:
- микрофони – за въздушното пространство ;
- геофони – за възприемане на звуците от земната кора;
- хидрофони – за получаване на звук във водата.
Има естествени звукоприемници – слухови апарати на хора и животни – и технически. Когато еластичното тяло трепти, получените вълни след известно време достигат до слуховите органи. Тъпанчето вибрира с честота, която съответства на тази на източника на звук. Тези тремори се предават на слуховия нерв и той изпраща импулси към мозъка за по-нататъшна обработка. Така при хората и животните се появяват определени звукови усещания.
Приемниците за технически звук преобразуват звуковия сигнал в електрически. Благодарение на това звукът се предава на различни разстояния, може да се записва, усилва, анализира и т.н.
Свойства и характеристики на звука
височина
Това е характеристика на звука, в зависимост от честотата, с която вибрира физическото тяло. Мерната му единица е херц ( Hz ): броят на периодичните звукови вибрации за 1 секунда. В зависимост от честотата на вибрациите се разграничават звуците:
- нискочестотна – с малък брой трептения (не по-високи от 300 Hz );
- среден -честота – звуци трептят с честота 300-3,000 Hz ;
- с висока честота – с брой трептения над 3,000 Hz .
Продължителност
За да се определи тази характеристика на звука, е необходимо да се измери продължителността на вибрациите на тялото, което излъчва звука. Музикалният звук продължава от 0.015-0.02 s. до няколко минути. Най-дългият звук се произвежда от педала на органа.
Размер
По друг начин тази характеристика се нарича звукова мощност, която се определя от амплитудата на трептенията: колкото по-голяма е, толкова по-силен е звукът и обратно. Силата на звука се измерва в децибели (dB). В музикалната теория градацията се използва за обозначаване на силата на звука, с която е необходимо да се възпроизведе дадена композиция:
- форте;
- пиано;
- мецо форте;
- мецо пиано;
- фортисимо;
- пианисимо;
- форте-фортисимо;
- пиано-пианисимо и др.
Друга характеристика е тясно свързана със силата на звука в музикалната практика – динамиката. Благодарение на динамичните нюанси можете да придадете на композицията определена форма.
Те се постигат от майсторството на изпълнителя, акустичните свойства на помещението и музикалните инструменти.
Други характеристики
Амплитуда
Това е характеристика, която влияе на силата на звука. Амплитудата е половината от разликата между максималната и минималната стойност на плътността.
Спектрален състав
Спектърът е разпределението на звукова вълна в честота m в хармонични вибрации. Човешкото ухо възприема звука в зависимост от честотите, които изграждат звуковата вълна. Те определят височината: високите честоти дават високи тонове и обратно. Музикалният звук има няколко тона:
- Основен – тон, който съответства на минималната честота от общата честота, зададена за определен звук.
- Обертон е тон, който съответства на всички останали честоти . Има хармонични обертонове с честоти които са кратни на основната честота.
Музикалните звуци, които имат еднакъв основен тон, се отличават по своите печат . Определя се от амплитудите и честоти на обертоновете, както и от увеличаването на амплитудата в началото и края на звука.
Интензивност
Това е името, дадено на енергията, която се пренася от звукова вълна за определен период от време през всяка повърхност. Друга характеристика пряко зависи от интензитета – силата на звука. Определя се от амплитудата на трептене в звукова вълна. По отношение на възприемането от човешките органи на слуха се разграничава прагът на чуване – минималната интензивност, достъпна за човешкото възприятие. Границата, над която ухото не може да възприема интензитета на звуковата вълна без болка, се нарича праг на болка.
Зависи и от честотата на звука.
Тембър
В противен случай се нарича звуково оцветяване. The печат се влияе от няколко фактора: устройството на източника на звук, материал, размер и форма. Тембърът промени поради различни музикални ефекти. В музикалната практика това свойство влияе върху изразителността на произведението. Тембърът придава на мелодията характерен звук.
За недоловими звуци
Що се отнася до възприемането от човешкото ухо, ултразвуците (с честота над 20,000 XNUMX Hz ) и инфразвуци (под 16 kHz) се разграничават. Наричат се нечути, защото органите на слуха на хората не ги възприемат. Ултразвуците и инфразвуците се чуват от някои животни; те се записват от инструменти.
Характеристика на инфразвуковата вълна е способността да преминава през различна среда, тъй като атмосферата, водата или земната кора я абсорбират слабо. Поради това се разпространява на големи разстояния. Източниците на вълни в природата са земетресения, силни ветрове, вулканични изригвания. Благодарение на специални устройства, които улавят такива вълни, е възможно да се предвиди появата на цунами и да се определи епицентърът на земетресение. Има и изкуствени източници на инфразвук: турбини, двигатели, подземни и наземни експлозии, изстрели.
Ултразвуковите вълни имат уникално свойство: те образуват насочени лъчи като светлина. Те се провеждат добре от течности и твърди вещества, лошо от газове. Колкото по-висока е честотата на ултразвука, толкова по-интензивно се разпространява. В природата се появява по време на гръмотевици, в шума на водопад, дъжд, вятър.
Някои животни го възпроизвеждат сами – прилепи, китове, делфини и гризачи.
Звуци в човешкия живот
Човешкото ухо е много чувствително поради еластичността на тъпанчето. Пикът на слуховото възприятие на хората пада в младостта, когато тази характеристика на слуховия орган все още не е загубена и човек чува звуци с честота 20 kHz. В по-напреднала възраст хората, независимо от пола, възприемат звуковите вълни по-зле: чуват само честота не повече от 12-14 kHz.
Интересни факти
- Ако горният праг на честотите, възприемани от човешкото ухо, е 20,000 XNUMX Hz , тогава долната е 16 Hz . Инфразвуци, при които на честота по-малко от 16 Hz , както и ултразвук (над 20,000 XNUMX Hz ), човешките слухови органи не възприемат.
- СЗО установи, че човек може безопасно да слуша всеки звук със сила, която не надвишава 85 dB в продължение на 8 часа.
- За възприемането на звук от човешкото ухо е необходимо той да продължи най-малко 0.015 секунди.
- Ултразвукът не се чува, но се усеща. Ако поставите ръката си в течност, която провежда ултразвук, тогава ще има остра болка. Освен това ултразвукът е в състояние да унищожи метала, да пречиства въздуха и да унищожи живите клетки.
Вместо изход
Звукът е в основата на всяко музикално произведение. Свойствата на звука, неговите характеристики правят възможно създаването на различни композиции. В зависимост от височината, продължителността, силата на звука, амплитудата или печат , има различни звуци. За създаване на произведения се използват предимно музикални звуци, за които се определя височината.
