Рассмотрим свойства звука

Звук. Характеристики звука.

Звук — упругие волны, распространяющиеся в какой-либо упругой среде и создающие в ней механические колебания.

Человек живет в мире звуков. Раздел физики, изучающий звуковые явления называется акустикой. Упругие волны, способные вызвать у человека слуховые ощущения называются звуковыми. Человеческое ухо способно воспринимать механические колебания, происходящие с частотой от 20 до 20000 Гц.

Любое тело, колеблющееся со звуковой частотой, является источником звука. Но источниками звука могут быть не только колеблющиеся тела: полет пули в воздухе, сопровождается свистом, бурное течение воды – шумом.

Сам факт выделения из достаточно большого набора частот, называемых звуковыми, связан со свойством слуха человека воспринимать именно эти волны.

Различные живые существа имеют различные границы восприятия звука.

Все источники звука можно разделить на естественные и искусственные.

Рассмотрим свойства звука.

Звук это продольная волна. Распространяется звук в упругих средах (воздух, вода, различные металлы). Звук имеет конечную скорость.

Характеристики звука:

Ø Громкость звука.

Ø Высота звука.

Ø Тембр звука.

Громкость звука – характеристика амплитуды звуковой волны.

Громкость звука зависит от амплитуды колебаний: чем больше амплитуда, тем громче звук.

Единица громкости звука называется сон.

В практических задачах громкость звука принято характеризовать уровнем громкости, измеряемым в фонах, или уровнем звукового давления, измеряемых в белах (Б) или децибелах (дБ), составляющих десятую часть бела.

Тихий шепот, шелест листвы — 20 дБ

Обычная речь — 60 дБ

Рок-концерт — 120 дБ

При увеличении громкости на 10дБ интенсивность звука увеличивается в 10 раз.

Громкость, равную 120 дБ, называют болевым порогом. При длительном воздействии такого звука происходит необратимое ухудшение слуха: человек, привыкший к рок-концертам уже никогда не услышит тихий шепот или шелест листьев.

Высота звука – характеристика частоты звуковой волны, чем больше частота колебаний источника звука, тем выше издаваемый им звук.

Частота колебаний крыльев насекомых и птиц в полете, Гц

Аисты	2
Бабочки- капустницы	до 9
Воробьи	до 13
Вороны	3-4
Жуки майские	45
Колибри	35-50
Комары	500-600
Мухи комнатные	190-330
Пчелы	200-250
Шмель
Слепни	100
Стрекозы	38-100

Частота звуковых колебаний, соответствующих человеческому голосу, составляет от 80 до 1400 Гц.

Частотный диапазон голосов певцов и певиц

При увеличении частоты в 2 раза звук повышается на октаву – именно из этих соображений и была выбрана октава. Каждая октава делится на 12 интервалов в полтона каждая.

Тембр звука определяется формой звуковых колебаний.

Ветви камертона совершают гармонические (синусоидальные) колебания. Таким колебаниям присуща только одна строго определенная частота. Гармонические колебания являются самым простым видом колебаний. Звук камертона является чистым тоном.

Чистым тоном называется звук источника, совершающего гармонические колебания одной частоты.

Звуки от других источников (например, звуки различных музыкальных инструментов, голоса людей, звук сирены и многие другие) представляют собой совокупность гармонических колебаний разных частот, т. е. совокупность чистых тонов.

Самая низкая (т. е. самая малая) частота такого сложного звука называется основной частотой, а соответствующий ей звук определенной высоты — основным тоном (иногда его называют просто тоном). Высота сложного звука определяется именно высотой его основного тона.

Все остальные тоны сложного звука называются обертонами. Частоты всех обертонов данного звука в целое число раз больше частоты его основного тона (поэтому их называют также высшими гармоническими тонами).

Обертоны определяют тембр звука, т. е. такое его качество, которое позволяет нам отличать звуки одних источников от звуков других. Например, мы легко отличаем звук рояля от звука скрипки даже в том случае, если эти звуки имеют одинаковую высоту, т.е. одну и ту же частоту основного тона. Отличие этих звуков обусловлено разным набором обертонов (совокупность обертонов различных источников может отличаться количеством обертонов, их амплитудами, сдвигом фаз между ними, спектром частот).