Zvuk a jeho vlastnosti
Obsah
Zvuk je fyzikálny objektívny jav. Jeho zdrojom je akékoľvek elastické teleso schopné produkovať mechanický vibrácie. V dôsledku toho sa vytvárajú zvukové vlny, ktoré sa dostávajú do ľudského ucha vzduchom. Vníma vlny a premieňa ich na nervové impulzy, ktoré sú prenášané do mozgu a spracovávané jeho hemisférami. V dôsledku toho si človek uvedomí konkrétny zvuk.
Existujú tri kategórie zvukov:
- Hudobné - mať určitú výšku, objem, pečiatka a iné vlastnosti; sú považované za najviac organizované, vyznačujú sa množstvom dynamických a pečiatka Vlastnosti.
- Hluk – zvuky, ktorých výška je neurčitá. Medzi ne patrí morský hluk, hvízdanie vetra, vŕzganie, cvakanie a mnohé iné.
- Znie bez zameranej výšky tónu .
Na vytváranie skladieb sa používajú iba hudobné zvuky, príležitostne hluk.
zvukové vlny
Ide o riedenie a kondenzáciu zvuku v elastickom alebo zvukovo vodivom médiu. Keď mechanický Ak došlo k vibrácii tela, vlna sa rozchádza cez médium, ktoré vedie zvuk: vzduch, voda, plyn a rôzne kvapaliny. Šírenie prebieha rôznou rýchlosťou, ktorá závisí od konkrétneho média a jeho elasticity. Vo vzduchu je tento indikátor zvukovej vlny 330-340 m / s, vo vode - 1450 m / s.
Zvuková vlna je neviditeľná, ale pre človeka počuteľná, pretože ovplyvňuje jeho ušné bubienky. Na šírenie potrebuje médium. Vedci dokázali, že vo vákuu, teda v priestore bez vzduchu, sa zvuková vlna môže vytvárať, ale nie šíriť.
Zvukové prijímače
Tak sa nazývajú zariadenia, ktoré vnímajú zvukovú energiu, merajú charakteristiky zvukovej vlny (tlak, intenzitu, rýchlosť atď.) a premieňajú ju na inú energiu. Na príjem zvuku v rôznych prostrediach sa používajú nasledovné:
- mikrofóny – pre vzdušný priestor ;
- geofóny – na vnímanie zvukov zemskej kôry;
- hydrofóny – prijímať zvuk vo vode.
Existujú prirodzené prijímače zvuku – načúvacie prístroje ľudí a zvierat – a technické. Pri oscilácii elastického telesa sa výsledné vlny po určitom čase dostanú do sluchových orgánov. Ušný bubienok vibruje s frekvenciou, ktorá zodpovedá frekvencii zdroja zvuku. Tieto chvenie sa prenáša na sluchový nerv a ten posiela impulzy do mozgu na ďalšie spracovanie. U ľudí a zvierat sa teda objavujú určité zvukové vnemy.
Technické zvukové prijímače premieňajú akustický signál na elektrický. Vďaka tomu sa zvuk prenáša na rôzne vzdialenosti, možno ho nahrávať, zosilňovať, analyzovať atď.
Vlastnosti a charakteristiky zvuku
výška
Toto je charakteristika zvuku v závislosti od frekvencie, s ktorou vibruje fyzické telo. Jeho mernou jednotkou je hertz ( Hz ): počet pravidelných zvukových vibrácií za 1 sekundu. V závislosti od frekvencie vibrácií sa zvuky rozlišujú:
- nízkofrekvenčné - s malým počtom kmitov (nie vyšším ako 300 Hz );
- stredná -frekvencia – zvuky kmitajú s frekvenciou 300-3,000 Hz ;
- vysoká frekvencia – s počtom kmitov presahujúcim 3,000 XNUMX Hz .
Trvanie
Na určenie tejto charakteristiky zvuku je potrebné zmerať trvanie vibrácií tela, ktoré zvuk vydáva. Hudobný zvuk trvá od 0.015-0.02 s. až niekoľko minút. Najdlhší zvuk vydáva organový pedál.
Objem
Iným spôsobom sa táto charakteristika nazýva akustický výkon, ktorý je určený amplitúdou kmitov: čím je väčšia, tým je zvuk hlasnejší a naopak. Hlasitosť sa meria v decibeloch (dB). V hudobnej teórii sa gradácia používa na označenie sily zvuku, s ktorou je potrebné kompozíciu reprodukovať:
- silný;
- klavír;
- mezzo forte;
- mezzo piano;
- fortissimo;
- pianissimo;
- forte-fortissimo;
- piano-pianissimo a pod.
S hlasitosťou zvuku v hudobnej praxi úzko súvisí aj ďalšia charakteristika – dynamika. Vďaka dynamickým odtieňom môžete kompozícii dať určitý tvar.
Dosahujú sa zručnosťou interpreta, akustickými vlastnosťami miestnosti a hudobných nástrojov.
Ďalšie vlastnosti
Amplitúda
Toto je vlastnosť, ktorá ovplyvňuje hlasitosť zvuku. Amplitúda je polovica rozdielu medzi maximálnou a minimálnou hodnotou hustoty.
Spektrálne zloženie
Spektrum je distribúcia zvukovej vlny v frekvencia m do harmonických vibrácií. Ľudské ucho vníma zvuk v závislosti od frekvencií, ktoré tvoria zvukovú vlnu. Určujú výšku tónu: vysoké frekvencie dávajú vysoké tóny a naopak. Hudobný zvuk má niekoľko tónov:
- Základné – tón, ktorý zodpovedá minimálnej frekvencii z celkovej frekvencie nastavenej pre konkrétny zvuk.
- Podtón je tón, ktorý zodpovedá všetkým ostatným frekvencia . Existujú harmonické podtóny s frekvencia čo sú násobky základnej frekvencie.
Hudobné zvuky, ktoré majú rovnaký základný tón, sa vyznačujú svojimi pečiatka . Je určená amplitúdami a frekvencia alikvotných tónov, ako aj zvýšením amplitúdy na začiatku a na konci zvuku.
Intenzita
Toto je názov energie, ktorá je prenášaná zvukovou vlnou v priebehu času cez akýkoľvek povrch. Ďalšia charakteristika priamo závisí od intenzity – hlasitosť. Je určená amplitúdou kmitania zvukovej vlny. Čo sa týka vnímania ľudskými orgánmi sluchu, rozlišuje sa prah sluchu – minimálna intenzita, ktorá je k dispozícii pre ľudské vnímanie. Hranica, za ktorou ucho nedokáže vnímať intenzitu zvukovej vlny bez bolesti, sa nazýva prah bolesti.
Závisí to aj od frekvencie zvuku.
Zafarbenie
Inak sa to nazýva zvukové sfarbenie. The pečiatka je ovplyvnená niekoľkými faktormi: zariadením zdroja zvuku, materiálom, veľkosťou a tvarom. Zafarbenie zmeny v dôsledku rôznych hudobných efektov. V hudobnej praxi táto vlastnosť ovplyvňuje výraznosť diela. Zafarbenie dáva melódii charakteristický zvuk.
O nepočuteľných zvukoch
Čo sa týka vnímania ľudským uchom, ultrazvuky (s frekvenciou nad 20,000 XNUMX Hz ) a infrazvuky (pod 16 kHz). Nazývajú sa nepočuteľné, pretože orgány sluchu ľudí ich nevnímajú. Ultrazvuky a infrazvuky sú pre niektoré zvieratá počuteľné; sú zaznamenané prístrojmi.
Charakteristickým znakom infrazvukových vĺn je schopnosť prechádzať cez iné médium, pretože atmosféra, voda alebo zemská kôra ich absorbujú zle. Preto sa šíri na veľké vzdialenosti. Zdrojom vĺn v prírode sú zemetrasenia, silný vietor, sopečné erupcie. Vďaka špeciálnym zariadeniam, ktoré takéto vlny zachytávajú, je možné predpovedať výskyt cunami a určiť epicentrum zemetrasenia. Existujú aj umelé zdroje infrazvuku: turbíny, motory, podzemné a pozemné výbuchy, výstrely.
Ultrazvukové vlny majú jedinečnú vlastnosť: vytvárajú smerované lúče ako svetlo. Sú dobre vedené kvapalinami a pevnými látkami, slabo plynmi. Čím vyššia je frekvencia ultrazvuku, tým intenzívnejšie sa šíri. V prírode sa objavuje pri hromoch, v hluku vodopádu, dažďa, vetra.
Niektoré zvieratá sa rozmnožujú samy – netopiere, veľryby, delfíny a hlodavce.
Zvuky v ľudskom živote
Ľudské ucho je veľmi citlivé vďaka elasticite ušného bubienka. Vrchol sluchového vnímania ľudí pripadá na mladé roky, keď sa táto charakteristika sluchového orgánu ešte nestratila a človek počuje zvuky s frekvenciou 20 kHz. Vo vyššom veku ľudia bez ohľadu na pohlavie horšie vnímajú zvukové vlny: počujú len frekvenciu nie viac ako 12-14 kHz.
Zaujímavosti
- Ak je horná hranica frekvencií vnímaných ľudským uchom 20,000 XNUMX Hz , potom nižšia je 16 Hz . Infrazvuky, pri ktorých sa frekvencie menej ako 16 Hz , ako aj ultrazvuky (nad 20,000 XNUMX Hz ), ľudské sluchové orgány nevnímajú.
- WHO stanovila, že človek môže bezpečne počúvať akýkoľvek zvuk pri hlasitosti nepresahujúcej 85 dB počas 8 hodín.
- Pre vnímanie zvuku ľudským uchom je potrebné, aby trvalo aspoň 0.015 sekundy.
- Ultrazvuk nie je počuť, ale je cítiť. Ak vložíte ruku do tekutiny, ktorá vedie ultrazvuk, dôjde k ostrej bolesti. Okrem toho je ultrazvuk schopný ničiť kov, čistiť vzduch a ničiť živé bunky.
Namiesto výstupu
Zvuk je základom každého hudobného diela. Vlastnosti zvuku, jeho charakteristiky umožňujú vytvárať rôzne kompozície. V závislosti od výšky tónu, trvania, hlasitosti, amplitúdy resp pečiatka , existujú rôzne zvuky. Na tvorbu diel sa využívajú najmä hudobné zvuky, pre ktoré je určená výška tónu.
