Звук определение

Звуковые волны

Звук определение

  • Волны. Основные понятия
  • Волны

Звук – это упругие волны в среде (часто в воздухе), которые невидимы, но воспринимаемые человеческим ухом (волна воздействует на барабанную перепонку уха). Звуковая волна является продольной волной сжатия и разрежения.

Если создать вакуум, то будем ли мы различать звуки? Роберт Бойль в 1660 году поместил часы в стеклянный сосуд. Откачав воздух, он не услышал звука. Опыт доказывает, что для распространения звука необходима среда.

Звук может также распространятся в жидкой и твердой среде. Под водой хорошо слышны удары камней. Положим часы на один конец деревянной доски. Приложив ухо к другому концу, можно ясно услышать тиканье часов.

Звуковая волна распространяется через дерево

Источник звука – это обязательно колеблющиеся тела. Например, струна на гитаре в обычном состоянии не звучит, но стоит нам заставить ее совершать колебательные движения, как возникает звуковая волна.

Однако опыт показывает, что не всякое колеблющееся тело является источником звука. Например, не издает звук грузик, подвешенный на нити.

Дело в том, что человеческое ухо воспринимает не все волны, а только те, которые создают тела, колеблющиеся с частотой от 16Гц до 20000Гц. Такие волны называются звуковыми.

Колебания с частотой меньше 16Гц называется инфразвуком. Колебания с частотой больше 20000Гц называются ультразвуком.

Скорость звука

Звуковые волны распространяются не мгновенно, а с некоторой конечной скоростью (аналогично скорости равномерного движения).

Именно поэтому во время грозы мы сначала видим молнию, то есть свет (скорость света гораздо больше скорости звука), а затем доносится звук.

Скорость звука зависит от среды: в твердых телах и жидкостях скорость звука значительно больше, чем в воздухе. Это табличные измеренные постоянные. С увеличением температуры среды скорость звука возрастает, с уменьшением – убывает.

Высота, тембр и громкость звука

Звуки бывают разными. Для характеристики звука вводят специальные величины: громкость, высота и тембр звука.

Громкость звука зависит от амплитуды колебаний: чем больше амплитуда колебаний, тем громче звук. Кроме того, восприятие громкости звука нашим ухом зависит от частоты колебаний в звуковой волне. Более высокочастотные волны воспринимаются как более громкие.

Частота звуковой волны определяет высоту тона. Чем больше частота колебаний источника звука, тем выше издаваемый им звук. Человеческие голоса по высоте делят на несколько диапазонов.

Звуки от разных источников представляет собой совокупность гармонических колебаний разных частот. Составляющая наибольшего периода (наименьшей частоты) называется основным тоном. Остальные составляющие звука – обертонами. Набор этих составляющих создает окраску, тембр звука. Совокупность обертонов в голосах разных людей хоть немного, но отличается, это и определяет тембр конкретного голоса.

Звуковые явления

Эхо. Эхо образуется в результате отражения звука от различных преград – гор, леса, стен, больших зданий и т.п. Эхо возникает только в том случае, когда отраженный звук воспринимается раздельно от первоначально произнесенного звука.

Если отражающих поверхностей много и они находятся на разных расстояниях от человека, то отраженные звуковые волны дойдут до него в разные моменты времени. В этом случае эхо будет многократным.

Препятствие должно находится на расстоянии 11м от человека, чтобы можно было услышать эхо.

Отражение звука. Звук отражается от гладких поверхностей. Поэтому при использовании рупора звуковые волны не рассеиваются во все стороны, а образуют узконаправленный пучок, за счет чего мощность звука увеличивается, и он распространяется на большее расстояние.

Некоторые животные (например, летучая мышь, дельфин) издают ультразвуковые колебания, затем воспринимают отраженную волну от препятствий. Так они определяют местоположение и расстояние до окружающих предметов.

Применение звуковых волн

Эхолокация. Это способ определения местоположения тел по отраженным от них ультразвуковым сигналам. Широко применяется в мореплавании.

На судах устанавливают гидролокаторы – приборы для распознавания подводных объектов и определения глубины и рельефа дна. На дне судна помещают излучатель и приемник звука. Излучатель дает короткие сигналы.

Анализируя время задержки и направление возвращающихся сигналов, компьютер определяет положение и размер объекта отразившего звук.

Ультразвук используется для обнаружения и определения различных повреждений в деталях машин (пустоты, трещины и др.). Прибор, используемый для этой цели называется ультразвуковым дефектоскопом.

На исследуемую деталь направляется поток коротких ультразвуковых сигналов, которые отражаются от находящихся внутри нее неоднородностей и, возвращаясь, попадают в приемник.

В тех местах, где дефектов нет, сигналы проходят сквозь деталь без существенного отражения и не регистрируются приемником.

Ультразвук широко используется в медицине для постановки диагноза и лечения некоторых заболеваний. В отличие от рентгеновских лучей его волны не оказывают вредного влияния на ткани.

 Диагностические ультразвуковые исследования (УЗИ) позволяют без хирургического вмешательства распознать патологические изменения органов и тканей.

Специальное устройство направляет ультразвуковые волны с частотой от 0,5 до 15МГц на определенную часть тела, они отражаются от исследуемого органа и компьютер выводит на экран его изображение.

Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах вследствие чего инфразвуковые волны в воздухе, воде и земной коре могут распространятся на очень далекие расстояния.

Это явление находит практическое применение при определении мест сильных взрывов или положения стреляющего оружия. Распространение инфразвука на большие расстояния в море дает возможность предсказания стихийного бедствия – цунами.

Медузы, ракообразные и др. способны воспринимать инфразвуки и задолго до наступления шторма чувствуют его приближение.

Источник: fizmat.by

Источник: http://msk.edu.ua/ivk/Fizika/Konspekt/Zvuk.php

Интересные факты о звуке

Звук определение

В статье вы узнаете, что такое звук, каков его смертельный уровень громкости, а также скорость в воздухе и других средах. Также поговорим про частоту, кодирование и качество звука.

Еще рассмотрим дискретизацию, форматы и мощность звука. Но сначала дадим определение музыки, как упорядоченному звуку — противоположность неупорядоченному хаотическому, который мы воспринимаем, как шум.

Что такое звук

Даже при разговоре вы слышите своего собеседника потому, что он воздействует на воздух. Также, когда вы играете на музыкальном инструменте, бьете ли вы по барабану или дергаете струну, вы производите этим колебания определенной частоты, которой в окружающем воздухе производит звуковые волны.

Звуковые волны бывают упорядоченные и хаотические. Когда они упорядоченные и периодические (повторяются через какой-то промежуток времени), мы слышим определенную частоту или высоту звука.

То есть мы можем определить частоту, как количество повторения события в заданный промежуток времени. Таким образом, когда звуковые волны хаотичны, мы воспринимаем их как шум.

Но когда волны упорядочены и периодически повторяются, то мы можем измерить их количеством повторяющихся циклов в секунду.

Частота дискретизации звука

Частота дискретизации звука — это количество измерений уровня сигнала за 1 секунду. Герц (Гц) или Hertz (Hz) — это научная единица измерения, определяющая количество повторений какого-то события в секунду. Эту единицу мы будем использовать!

Частота дискретизации звука

Наверное, вы очень часто видели такую аббревиатуру — Гц или Hz. Например, в плагинах эквалайзеров. В них единицами измерения являются герцы и килогерцы (то есть 1000 Гц).

Давайте я открою плагин эквалайзера и покажу вам как это выглядит. Вам, наверное, знакомы эти цифры.

Частоты звука

С помощью эквалайзера вы можете ослаблять или усиливать определенные частоты в пределах слышимого человеком диапазона.

Небольшой пример!

Здесь у меня запись звуковой волны, которая была сгенерирована на частоте 1000 Гц (или 1 кГц). Если увеличить масштаб и посмотреть на ее форму, то мы увидим, что она правильная и повторяющиеся (периодическая).

Повторяющиеся (периодическая) звуковая волна

В одной секунде здесь происходит тысяча повторяющихся циклов. Для сравнения, давайте посмотрим на звуковую волну, которую мы воспринимаем как шум.

Неупорядоченный звук

Тут нет какой-то конкретной повторяющейся частоты. Также нет определенного тона или высоты. Звуковая волна не упорядочена. Если мы взглянем на форму этой волны, то увидим, что в ней нет ничего повторяющегося или периодического.

Давайте перейдем в более насыщенную часть волны. Мы увеличиваем масштаб и видим, что она не постоянная.

Неупорядоченная волна при масштабировании

Из-за отсутствия цикличности мы не в состоянии услышать какую-то определенную частоту в этой волне. Поэтому мы воспринимаем ее как шум.

Смертельный уровень звука

Хочу немного упомянуть про смертельный уровень звука для человека. Он берет свое начало от 180 дБ и выше.

Стоит сразу сказать, что по нормативным нормам, безопасным уровнем громкости шума считается не более 55 дБ (децибел) днем и 40 дБ ночью. Даже при длительном воздействии на слух, этот уровень не нанесет вреда.

Уровни громкости звука(дБ)ОпределениеИсточник
0Совсем не лышно
5Почти не слышно
10Почти не слышноТихий шелест листьев
15 Еле слышно Шелест листвы
20 — 25Едва слышно Шепот человека на расстоянии 1 метр
30 Тихо Тиканье настенных часов (допустимый максимум по нормам для жилых помещений ночью с 23 до 7 часов)
35Довольно слышно Приглушенный разговор
40 Довольно слышно Обычная речь (норма для жилых помещений днем с 7 до 23 часов)
45Довольно слышноРазговор
 50Отчетливо слышно Пишущая машинка
55 Отчетливо слышно Разговор (европейская норма для офисных помещений класса А)
 60 Шумно(норма для контор)
65ШумноГромкий разговор (1м)
70ШумноГромкие разговоры (1м)
75ШумноКрик и смех (1м)
80Очень шумноКрик, мотоцикл с глушителем
85Очень шумноГромкий крик, мотоцикл с глушителем
90Очень шумноГромкие крики, грузовой железнодорожный вагон (7м)
95Очень шумноВагон метро (в 7 метрах снаружи или внутри вагона)
100Крайне шумноОркестр, гром (по европейским нормам, это максимально допустимое звуковое давление для наушников)
105Крайне шумноВ старых самолетах
110Крайне шумноВертолет
115Крайне шумноПескоструйный аппарат (1м)
120-125Почти невыносимоОтбойный молоток
130Болевой порогСамолет на старте
135 — 140КонтузияВзлетающий реактивный самолет
145КонтузияСтарт ракеты
150 — 155Контузия, травмы
160Шок, травмаУдарная волна от сверхзвукового самолета
165+Разрыв барабанных перепонок и легких
180+Смерть

Скорость звука в км в час и метры в секунду

Скорость звука — это скорость распространения волн в среде. Ниже даю таблицу скоростей распространения в различных средах.

0 ºСм/скм/ч
Воздух3311191.6
Водород12844622.4
Азот3341202.4
Аммиак4151494.0
Ацетилен3271177.2
Гелий9653474.0
Железо595021420.0
Золото324011664.0
Кислород3161137.6
Литий600021600.0
Метан4301548.0
Угарный газ3381216.8
Неон4351566.0
Ртуть13834978.0
Стекло480017280.0
Углекислый газ259932.4
Хлор206741.6

Скорость звука в воздухе намного меньше чем в твердых средах. А скорость звука в воде намного выше, чем в воздухе. Составляет она 1430 м/с. В итоге, распространение идет быстрее и слышимость намного дальше.

Мощность звука

Мощность звука — это энергия, которая передается звуковой волной через рассматриваемую поверхность за единицу времени. Измеряется в (Вт). Бывает мгновенное значение и среднее (за период времени).

Давайте продолжим работать с определениями из раздела теория музыки!

Высота и нота

Высота — это музыкальный термин, который обозначает почти тоже самое, что и частота. Исключение составляет то, что она не имеет единицы измерения. Вместо того чтобы определять звук количеством циклов в секунду в диапазоне 20 — 20 000 Гц, мы обозначаем определенные значения частот латинскими буквами.

Музыкальные инструменты производят периодические звуковые волны правильной формы, которые мы называем тонами или нотами.

Давайте посмотрим на звуковую волну в 1 кГц. Сейчас я увеличу масштаб, и вы увидите каково расстояние между циклами.

Звуковая волна в 1 кГц

Теперь давайте взглянем на волну в 500 Гц. Тут частота в 2 раза меньше и расстояние между циклами больше.

Звуковая волна в 500 Гц

Теперь возьмем волну в 80 Гц. Тут будет еще шире и высота намного ниже.

Звук в 80 Гц

Мы видим взаимосвязь между высотой звука и формой его волны.

Давайте я покажу вам еще один пример!

Ниже волна в 440 Гц. Это стандарт в мире музыке для настройки инструментов. Соответствует он ноте ля.

Чистая звуковая волна в 440 Гц

Мы слышим только основной тон (чистую звуковую волну). Если увеличить масштаб, то увидим, что она периодическая.

А теперь давайте посмотрим на волну той же частоты, но сыгранную на пианино.

Периодический звук пианино

Посмотрите, она тоже периодическая. Но в ней есть небольшие дополнения и нюансы. Все они в совокупности и дают нам понятие о том, как звучит пианино. Но помимо этого, обертона обуславливают и тот факт, что одни ноты будут иметь большее сродство к данной ноте чем другие.

Для примера можно сыграть туже ноту, но на октаву выше. По звучанию будет совсем иначе. Однако она будет родственной предыдущей ноте. То есть это та же нота, только сыгранная на октаву выше.

Такая родственная связь двух нот в разных октавах обусловлена наличием обертонов. Они постоянно присутствуют и определяют насколько близко или отдаленно определенные ноты связаны друг с другом.

Традиционной нотации высота ноты обуславливает ее расположение на нотном стане или нотоносце.

Сейчас я покажу вам с помощью нотного редактора. Здесь мы видим, как записывается нота ля.

Помимо традиционного представления нот на нотном стане, в современных музыкальных редакторах вы можете встретить другую систему записи и редактирования нот. Чаще всего она представляет собой пианинную сетку или таблицу.

Слева мы видим клавиатуру пианино. А справа, соответствующие каждой ноте, прямоугольники.

В принципе, такая система не отличается от классической выше. Просто способ представления высоты нот реализован по-другому. Точно также, когда мы говорим 440 Гц или ля, мы имеем одну и ту же высоту или частоту звука.

Свойства и качество звука

Свойства звука — это его физические особенности, которые можно измерить. Сюда входит частота колебаний, их продолжительность и амплитуда. Еще относится и состав колебаний. То есть сочетание простейших колебаний в сложное.

А вот отражение физических свойств в наших ощущениях (то, что мы чувствуем) называется качеством звука. Сюда относится высота и длительность звука. А также громкость и тембр.

Высота звука зависит от частоты колебаний. Чем чаще колебания, тем выше звук. Чем реже колебания, тем ниже звук.

Длительность зависит от продолжительности колебаний.

Громкость зависит от амплитуды колебаний. Например, после удара по гитарной струне, можно увидеть, что она начнет колебаться в разные стороны. Чем шире эти колебания, тем громче звук. Ширина этого размаха называется амплитудой колебаний.

Если сильно ударим по струне, то амплитуда будет большой. Соответственно, мы услышим громкий звук. Если легонько тронем пальцем струну, то амплитуда будет маленькой. В таком случае, звук будет тихим.

Тембр — это обертоновая окраска звука. Она позволяет нам различать звуки одной высоты, но исполненные разными инструментами или голосами.

Кодирование звука

Кодирование звука — это процесс преобразования колебаний воздуха в колебания электрического тока с последующей дискретизацией аналогового сигнала. То есть такое кодирование необходимо нам для дальнейшей работы со звуком уже на компьютере.

А поскольку мы на ПК не можем работать с аналоговым сигналом, в таком случае мы должны преобразовать его в цифровой. Так мы можем к примеру, с помощью специальных компьютерных программ для создания звука работать с самим сигналом.

Для преобразования сигнала используются специальные аналого-цифровые преобразователи (АЦП). В компьютере это обычно звуковые карты.

Форматы звука

Форматы звука предназначены для представления аудио данных с последующим хранением на электронных носителях. Есть три основные группы:

  1. формат звука со сжатием и потерями качества (MP3, Ogg)
  2. со сжатием без потерь (APE, Flac)
  3. без сжатия (WAW, AIFF)

На этом все!

Теперь вы знаете, что такое звук и каковы его характеристики. Также мы дополнительно рассмотрели такие понятия, как частота, высота и нота. А также как они соотносятся друг с другом.

(513 5,00 из 5)

Сказать спасибо кнопками ниже:

Источник: https://muzrock.com/teoriya-muzyki/chto-takoe-zvuk

Звук

Звук определение
Определение

Звуковыми (акустическими) волнами называют упругие волны, распространяющиеся в среде,имеющие частоты в диапазоне $16\le u \le 20~000\ $Гц.

Оказывая воздействие на слуховой аппарат человека, такие волны вызывают ощущение звука. Волны, частоты которых меньше 16 Гц, называют инфразвуковыми. Волны, имеющие частоту больше, чем 20~000 Гц называют ультразвуковыми. Инфразвук и ультразвук человек не слышит.

Волны звука в газах и жидкостях могут быть только продольными, потому что эти вещества имеют упругость только по отношению к сжатию (растяжению). В твердых телах волны звука могут быть и продольными и поперечными, так как твердые тела могут быть упругими по отношению к деформациям сжатия (растяжения) и сдвига.

Характеристики звуковых волн

Определение

Интенсивностью звука (силой звука) ($I$) называют величину, которую определяют средней по времени энергией ($\left\langle E\right\rangle $), переносимой волной звука за единицу времени, через единичную площадку, нормальную к направлению распространению волны:

\[I=\frac{\left\langle E\right\rangle }{St}\left(1\right).\]

Единицей измерения силы звука служит в Международной системе единиц (СИ) ватт деленный на квадратный метр:

\[\left[I\right]=\frac{Вт}{м2}.\]

Для того чтобы человек слышал звук, волна звука должна иметь некую минимальную интенсивность, но если сила звука превысила некоторый предел, то человек звук не слышит, но ощущает боль. Для каждой частоты колебаний существует наименьшая (пороговая слышимость) и наибольшая (порог болевых ощущений) сила звука, которую человек способен воспринимать.

Громкость звука – это субъективная характеристика звука, которая связана с его силой. Громкость звука зависит от частоты. По закону из физиологии, при увеличении интенсивности звука его громкость растет по закону логарифма. На этом основании вводится объективная оценка громкости звука:

\[L={\lg \left(\frac{I}{I_0}\right)\ }\left(2\right),\]

где $I_0$ – интенсивность звука на пороге слышимости, для всех звуков ${10}{-12}\frac{Вт}{м2}$; $L$ – уровень интенсивности звука. Единицей измерения $L$ является бел (Б). Чаще используют такую единицы уровня интенсивности звука как децибел (дБ), он в 10 раз меньше, чем бел.

Уровень громкости – физиологическая характеристика звука, единицей измерения которой, является фон. Громкость для звука 1000 Гц (частота стандартного тона) составляет 1 фон, если его уровень интенсивности 1 дБ. Так, шепот на расстоянии один метр имеет уровень громкости примерно 20 фон.

Звук в действительности представляет собой наложение гармонических колебаний большим набором частот. При этом говорят, что звук имеет акустический спектр. Этот спектр может быть сплошным или линейчатым. В линейчатом спектре имеются отделенные друг от друга частоты.

Высота звука – это качество звука, которое человек определяет субъективно на слух. Высота звука зависит от его частоты. С увеличением частоты высота звука увеличивается.

Тембром звука называют звуковое ощущение, которое определяет характер акустического спектра и распределения энергии между определенными частотами.

Любое тело, совершающее колебания в упругой среде с частотой звука может стать источником звуковых волн. Колеблющееся тело вызывает колебания частичек среды, в котором оно находится с частотой колебаний тела. В веществе распространяется волна, имеющая частоту источника колебаний. Скорость ($v$) распространения волны зависит от плотности и упругих свойств вещества. Для газа она равна:

\[v=\sqrt{\frac{\gamma RT}{\mu }}\left(3\right),\]

где $\gamma =\frac{c_{\mu p}}{c_{\mu V}}$; $c_{\mu p}$ -молярная теплоемкость газа при постоянном давлении; $c_{\mu V}$ – молярная теплоемкость газа при постоянном объеме; $R$ – универсальная газовая постоянная; $T$ – температура; $\mu $ – молярная масса. Формула (3) является идеализированной. Так, при распространении звука в атмосфере следует учесть скорость и направление ветра, влажность воздуха, преломление и отражение волн на границе сред, вязкость.

Если источник и приёмник звука находятся в состоянии покоя относительно среды, то длина волны звука равна:

\[\lambda =vT=\frac{v}{u }\left(4\right),\]

где $v$ – скорость распространения волны в веществ; $u $ – частота звука.

Примеры задач с решением

Пример 1

Задание. Какова интенсивность звука, если уровень его интенсивности равен $L=67$дБ? Интенсивность звука, на пороге слышимости составляет ${I_0=10}{-12}\frac{Вт}{м2}$.

Решение. Основой для решения задачи нам будет служить формула для уровня интенсивности звука:

\[L={\lg \left(\frac{I}{I_0}\right)\ }\left(1.1\right).\]

Выразим из нее интенсивность звука:

\[\frac{I}{I_0}={10}L\to I={10}L\cdot I_0.\]

Переведем $L=67$дБ=6,7 Б, вычислим искомую величину:

\[I={10}{6,7}\cdot {10}{-12}\approx 5\cdot {10}{-6}\left(\frac{Вт}{м2}\right).\]

Ответ. $I=5\cdot {10}{-6}\frac{Вт}{м2}$

Пример 2

Задание. На рис.1 изображена река. Скорость движения воды в реке равна $v_0$. В воде установлен источник звуковых колебаний с частотой ${u }_0$. На двух берегах реки на равных расстояниях установлены неподвижные приемники колебаний (1 и 2). Какую частоту звука зарегистрируют приемники?

Решение. Пусть скорость распространения звуковой волны в воде равна $v$, то длина волны:

\[\lambda =vT=\frac{v}{{u }_0}\left(2.1\right).\]

Рассмотрим первый приемник. При распространении в воде, волна достигнет приемника и вызовет колебания его звукочувствительного элемента с частотой, равной:

\[{u }_1=\frac{v}{\lambda }=\frac{v}{vT}={u }_0.\]

Частота звука, регистрируемого приемником равна частоте, которою испускает источник.

Ответ. ${u }_1={u }_2={u }_0$

Читать дальше: импульс тела.

Источник: https://www.webmath.ru/poleznoe/fizika/fizika_18_zvuk.php

Что такое Звук

Звук определение

Звук — 1. Волнообразно распространяющееся колебательное движение материальных частиц упругой среды, воспринимаемое органами слуха. слуховое ощущение, вызываемое таким движением. // Мелодия, напев.
2.

То же, что: звучание.
3. Простейший членораздельный элемент речи с присущими ему акустическими свойствами.
4.

Наименьший структурный элемент, обладающий определенной высотой, громкостью, длительностью, тембром (в музыке).

Значение слова Звук по Ожегову:

Звук — Минимальные членораздельные элементы речи с присущими им физическими признаками Spec

Звук То, что слышится, воспринимается слухом: физическое явление, вызываемое колебательными движениями частиц воздуха или другой среды

Звук в Энциклопедическом словаре:

Звук — упругие волны, распространяющиеся в газах, жидкостях и твердыхтелах и воспринимаемые ухом человека и животных. Человек слышит звук счастотами от 16 Гц до 20 кГц. Звук с частотами до 16 Гц называютинфразвуком 2.104-109 Гц — ультразвуком, а 109-1013 Гц — гиперзвуком.Наука о звуках называется акустикой.

Значение слова Звук по словарю медицинских терминов:

Звук — колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн и воспринимаемое органами слуха. человек воспринимает З. с частотой от 16 до 20 000 гц (при тканевом проведении – до 22 500 гц).

Значение слова Звук по словарю Ушакова:

ЗВУК, звука, м. 1. Быстрое колебательное движение частиц воздуха или другой среды, воспринимаемое органом слуха (физ.). || всё порождаемое движением, колебанием чего-н. и воспринимаемое слухом, всё, вызывающее слуховые ощущения. Звуки голоса.

Звук песни. Звук рояля. Звук поцелуя. Звук шагов. Монотонные звуки дождевых капель. Мне тягостны веселья звуки. Лермонтов. Звуки кашля. 2. Тон определенной высоты, в отличие от шума (муз.). Музыкальный звук. Гамма состоит из 8 простых звуков. 3.

Членораздельный элемент произносимой речи (лингв.). История звуков русского языка. Чередование звуков. Изменение звука о в а. Звук пустой — о чем-н., лишенном всякого содержания, значения. В капиталистической Европе свобода, равенство и братство стали пустыми звуками.

Ни звука — о полном молчании. Зову его, а он ни звука.

Значение слова Звук по словарю Даля:

Звук
м. все что слышит ухо, что доходит до слуха. | стар. мусор, каменный лом, сор. Звучать, звукнуть, издавать, производить гул, звук, звон. Эта рояль звучит особенно хорошо. Звукни в клепало. Вызвучала, отзвучала струна, прозвучала только,

Определение слова «Звук» по БСЭ:

Звук — в широком смысле — колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн в газообразной, жидкой или твёрдой средах (см. также Упругие волны) в узком смысле — явление, субъективно воспринимаемое специальным органом чувств человека и животных. Человек слышит З. с частотой от 16 гц до 20 000 гц. Физическое понятие о З.

охватывает как слышимые, так и неслышимые звуки. З. с частотой ниже 16 гц называется Инфразвуком, выше 20 000 гц — Ультразвуком. самые высокочастотные упругие волны в диапазоне от 109 до 1012-1013 гц относят к Гиперзвуку. Область инфразвуковых частот снизу практически не ограничена — в природе встречаются инфразвуковые колебания с частотой в десятые и сотые доли гц.

Частотный диапазон гиперзвуковых волн сверху ограничивается физическими факторами, характеризующими атомное и молекулярное строение среды: длина упругой волны должна быть значительно больше длины свободного пробега молекул в газах и больше межатомных расстоянии в жидкостях и в твёрдых телах.

Поэтому в воздухе не может распространяться гиперзвук с частотой 109 гц и выше, а в твёрдых телах — с частотой более 1012-1013 гц.
Основные характеристики звука. Важной характеристикой З. является его спектр, получаемый в результате разложения З. на простые гармонические колебания (т. н. частотный Звука анализ).

Спектр бывает сплошной, когда энергия звуковых колебаний непрерывно распределена в более или менее широкой области частот, и линейчатый, когда имеется совокупность дискретных (прерывных) частотных составляющих. З. со сплошным спектром воспринимается как шум, например шелест деревьев под ветром, звуки работающих механизмов. Линейчатым спектром с кратными частотами обладают музыкальные З. (рис.

1). основная частота определяет при этом воспринимаемую на слух высоту звука, а набор гармонических составляющих — Тембр звука. В спектре З. речи имеются форманты — устойчивые группы частотных составляющих, соответствующие определённым фонетическим элементам (рис. 2).

Энергетической характеристикой звуковых колебаний является Интенсивность звука — энергия, переносимая звуковой волной через единицу поверхности, перпендикулярную направлению распространения волны, в единицу времени. Интенсивность З. зависит от амплитуды звукового давления, а также от свойств самой среды и от формы волны. Субъективной характеристикой З.

, связанной с его интенсивностью, является Громкость звука, зависящая от частоты. Наибольшей чувствительностью человеческое ухо обладает в области частот 1-5 кгц. В этой области Порог слышимости, т. е. интенсивность самых слабых слышимых звуков, по порядку величины равна 10&minus.12вм/мІ, а соответствующее звуковое давление — 10&minus.5н/мІ.

Верхняя по интенсивности граница области воспринимаемых человеческим ухом З. характеризуется порогом болевого ощущения, слабо зависящим от частоты в слышимом диапазоне и равным примерно 1 вм/мІ. В ультразвуковой технике достигаются значительно большие интенсивности (до 104 квм/мІ).
Источники звука — любые явления, вызывающие местное изменение давления или механическое напряжение.

Широко распространены источники З. в виде колеблющихся твёрдых тел (например, диффузоры громкоговорителей и мембраны телефонов, струны и деки музыкальных инструментов. в ультразвуковом диапазоне частот — пластинки и стержни из пьезоэлектрических материалов или магнитострикционных материалов). Источниками З.

могут служить и колебания ограниченных объёмов самой среды (например, в органных трубах, духовых музыкальных инструментах, свистках и т.п.). Сложной колебательной системой является Голосовой аппарат человека и животных.
Возбуждение колебаний источников З. может производиться ударом или щипком (колокола, струны).

в них может поддерживаться режим автоколебаний за счёт, например, потока воздуха (духовые инструменты). Обширный класс источников З. — Электроакустические преобразователи, в которых механические колебания создаются путём преобразования колебаний электрического тока той же частоты. В природе З.

возбуждается при обтекании твёрдых тел потоком воздуха за счёт образования и отрыва вихрей, например при обдувании ветром проводов, труб, гребней морских волн. З. низких и инфранизких частот возникает при взрывах, обвалах. Многообразны источники акустических Шумов, к которым относятся применяемые в технике машины и механизмы, газовые и водяные струи.

Исследованию источников промышленных, транспортных шумов и шумов аэродинамического происхождения уделяется большое внимание ввиду их вредного действия на человеческий организм и техническое оборудование.
Приёмники звука служат для восприятия звуковой энергии и преобразования её в др. формы. К приёмникам З. относится, в частности, слуховой аппарат человека и животных. В технике для приёма З.

применяются главным образом электроакустические преобразователи: в воздухе — Микрофоны, в воде — Гидрофоны и в земной коре — Геофоны. Наряду с такими преобразователями, воспроизводящими временную зависимость звукового сигнала, существуют приёмники, измеряющие усреднённые по времени характеристики звуковой волны, например Диск Рэлея, Радиометр.

Распространение звуковых волн характеризуется в первую очередь скоростью звука. В газообразных и жидких средах распространяются продольные волны (направление колебательного движения частиц совпадает с направлением распространения волны), скорость которых определяется сжимаемостью среды и её плотностью. Скорость З.

в сухом воздухе при температуре 0°С составляет 330 м/сек, в пресной воде при 17°С — 1430 м/сек. В твёрдых телах, кроме продольных, могут распространяться поперечные волны, с направлением колебаний, перпендикулярным распространению волны, а также поверхностные волны (Рэлея волны).

Для большинства металлов скорость продольных волн лежит в пределах от 4000 м/сек до 7000 м/сек, а поперечных — от 2000 м/сек до 3500 м/сек.
При распространении волн большой амплитуды (см. Нелинейная акустика) фаза сжатия распространяется с большей скоростью, чем фаза разрежения, благодаря чему синусоидальная форма волны постепенно искажается и звуковая волна превращается в ударную волну.

В ряде случаев наблюдается Дисперсия звука, т. е. зависимость скорости распространения от частоты. Дисперсия З. приводит к изменению формы сложных акустических сигналов, включающих ряд гармонических составляющих, в частности — к искажению звуковых Импульсов. При распространении звуковых волн имеют место обычные для всех типов волн явления интерференции и дифракции.

В случае, когда размер препятствий и неоднородностей в среде велик по сравнению с длиной волны, распространение звука подчиняется обычным законам отражения и преломления волн и может рассматриваться с позиций геометрической акустики.
При распространении звуковой волны в заданном направлении происходит постепенное её затухание, т. е. уменьшение интенсивности и амплитуды.

Знание законов затухания практически важно для определения предельной дальности распространения звукового сигнала. Затухание обусловливается рядом факторов, которые проявляются в той или иной степени в зависимости от характеристик самого звука (и в первую очередь, его частоты) и от свойств среды. Все эти факторы можно подразделить на две большие группы.

В первую входят факторы, связанные с законами волнового распространения в среде. Так, при распространении в неограниченной среде З. от источника конечных размеров интенсивность его убывает обратно пропорционально квадрату расстояния.

Неоднородность свойств среды вызывает рассеяние звуковой волны по различным направлениям, приводящее к ослаблению её в первоначальном направлении, например рассеяние З. на пузырьках в воде, на взволнованной поверхности моря, в турбулентной атмосфере (см. Турбулентность), рассеяние высокочастотного ультразвука в поликристаллических металлах, на дислокациях в кристаллах. На распространение З.

в атмосфере и в море влияет распределение температуры и давления, силы и скорости ветра. Эти факторы вызывают искривление звуковых лучей, т. е. рефракцию З., которая объясняет, в частности, тот факт, что по ветру З. слышен дальше, чем против ветра. Распределение скорости З. с глубиной в океане объясняет наличие т. н.

подводного звукового канала, в котором наблюдается сверхдальнее распространение З., например З. взрыва распространяется в таком канале на расстояние более 5000 км.
Вторая группа факторов, определяющих затухание З., связана с физическими процессами в веществе — необратимым переходом звуковой энергии в др. формы (главным образом в тепло), т. е.

с поглощением звука, обусловленным вязкостью и теплопроводностью среды
(«классическое поглощение»), а также переходом звуковой энергии в энергию внутримолекулярных процессов (молекулярное или релаксационное поглощение). Поглощение З. заметно возрастает с частотой.

Поэтому высокочастотный ультразвук и гиперзвук распространяются, как правило, лишь на очень малые расстояния, часто всего на несколько см. В атмосфере, в водной среде и в земной коре дальше всего распространяются инфразвуковые волны, отличающиеся малым поглощением и слабо рассеиваемые.

На высоких ультразвуковых и гиперзвуковых частотах в твёрдом теле возникает дополнительное поглощение, обусловленное взаимодействием волны с тепловыми колебаниями кристаллической решётки, с электронами и со световыми волнами. Это взаимодействие при определённых условиях может вызвать и
«отрицательное поглощение», т. е. усиление звуковой волны.
Значение звуковых волн, а следовательно, и их изучение, которым занимается Акустика, чрезвычайно велико. С давних пор З. служит средством связи и сигнализации. Изучение всех его характеристик позволяет разработать более совершенные системы передачи информации, повысить дальность систем сигнализации, создать более совершенные музыкальные инструменты. Звуковые волны являются практически единственным видом сигналов, распространяющихся в водной среде, где они служат для целей подводной связи, навигации, локации (см. Гидроакустика). Низкочастотный звук является инструментом исследования земной коры. Практическое применение ультразвука создало целую отрасль современной техники — ультразвуковую технику. Ультразвук используется как для контрольно-измерительных целей (в частности, в дефектоскопии), так и для активного воздействия на вещество (ультразвуковая очистка, механическая обработка, сварка и т.п.). Высокочастотные звуковые волны и особенно гиперзвук служат важнейшим средством исследований в физике твёрдого тела.
Лит.: Стретт Д ж. (лорд Рэлей), Теория звука, пер. с англ., 2 изд., т. 1-2, М., 1955. Красильников В. А., Звуковые и ультразвуковые волны в воздухе, воде и твёрдых телах, 3 изд., М., 1960. Розенберг Л. Д., Рассказ о неслышимом звуке, М., 1961.И. П. Голямина.

Рис. 1 (слева). Частотно-амплитудные спектры звуков музыкальных инструментов: а — скрипки (звук ля первой октавы, основная частота 426 гц). б — скрипки (звук ми второй октавы, основная частота 640 гц). в — деревянной флейты (звук ми второй октавы, основная частота 106 гц). г — тромбона (звук ми бемоль первой октавы, основная частота 306 гц).

Рис. 2 (справа). Частотно-амплитудные спектры гласных «о», «а», «и».

Источник: https://xn----7sbbh7akdldfh0ai3n.xn--p1ai/zvuk.html

Звук и его характеристики

Звук определение

В этой статье речь пойдёт непосредственно о звуке.

Рассмотрим такие вопросы:

— Что такое звук?

— Характеристики звука или свойства и качества.

— Воздействие звука на человеческий слух.

Итак начнём!

Что такое звук?

Давайте для начала обратимся к Википедии, как же там трактуется слово «звук».

Звук, в широком смысле — упругие волны, распространяющиеся в какой-либо упругой среде и создающие в ней механические колебания; в узком смысле  — субъективное восприятие этих колебаний специальными органами чувств животных или человека.

Давайте разбираться. Немного упростим определение. Звук – это волны, которые распространяются в какой-то определенной среде (вода, воздух, камень и т.д.), и создают в ней механические колебания (вибрация), слышимые нами.

Звук – это определённого рода давление воздуха. Когда вы хлопаете в ладоши, воздух между ладонями выталкивается и создается звуковая волна. Но ведь звуки бывают различные (писк, гул, шум, хрип и т.д.).

Почему так происходит?

Это зависит от характеристик звука.

Характеристики звука

Для начала давайте разберёмся, что такое свойства и качества звука. Свойствами звука называют присущие ему физические особенности, а качествами звука – отражения физических свойств звука в наших ощущениях. Определённое свойство звука отражается в его качестве.

1

Частота

Высота

2

Продолжительность

Длительность

3

Амплитуда

Громкость

4

Состав

Тембр

Рассмотрим характеристики звука на примере синусоидальной волны.

1.Частота (высота) – количество полных колебаний за единицу времени (единица измерения — Герц)

Низкий звук (бас)

//fierymusic.ru/wp-content/uploads/2011/11/Low-sound.mp3

Высокий звук (писк)

//fierymusic.ru/wp-content/uploads/2011/11/High-sound.mp3

2. Продолжительность ( длительность) – время, за которое звук из ясно  слышимого переходит в абсолютную тишину.

//fierymusic.ru/wp-content/uploads/2011/11/Duration.mp3

3. Амплитуда (громкость) – максимальное значение колебательного движения ( единица измерения – Децибел)

Высокий уровень громкости

//fierymusic.ru/wp-content/uploads/2011/11/Loud-sound.mp3

Низкий уровень громкости

//fierymusic.ru/wp-content/uploads/2011/11/Quiet-sound.mp3

Вот вам табличка для ещё более наглядного понимания

ЗвукГромкость, дБ:
Порог слышимости0
Тиканье наручных часов10
Шепот20
Звук настенных часов30
Приглушенный разговор40
Тихая улица50
Обычный разговор60
Шумная улица70
Опасный для здоровья уро­вень75
Пневматический молоток90
Кузнечный цех100
Громкая музыка110
Болевой порог120
Сирена130
Реактивный самолет150
Смертельный уровень180
Шумовое оружие200

4. Состав (тембр) – количество тонов звука, переплетающихся между собой, которые возникают потому, что источник звука колеблется не только целиком, но и по частям ( половинами, третями, четвертями, пятыми и т.д.).

Звук пианино

//fierymusic.ru/wp-content/uploads/2011/11/Piano-sound.mp3

Звук гитары

//fierymusic.ru/wp-content/uploads/2011/11/Guitar-sound.mp3

Звук синтезатора

//fierymusic.ru/wp-content/uploads/2011/11/Synth-sound.mp3

Воздействие звука на человеческий слух

Для работы со звуком необходимо знать, как этот звук воспринимается человеком и воздействует на него.

Здоровый человек способен воспринимать звук в диапазоне приблизительно от 16 Гц до 20 кГц.

В тоже время мы воспринимаем высокие звуки как более громкие по сравнению с низкими, хотя на самом деле они имеют одинаковую громкость. Этот эффект можно рассмотреть с помощью кривых равной громкости.

На графиках мы можем отчетливо проследить разность восприятия  громкости низких, средних и высоких звуков (нелинейность восприятия).

При продолжительном прослушивании звука с частотой, скажем, 100 Гц мы можем услышать дополнительные гармоники превышающие основной звук по частоте в два, три раза (200 и 300 Гц). Появление «субъективных гармоник» — еще одно проявление нелинейности восприятия.

Еще один аспект, о котором хотелось бы рассказать – это тот факт, что со временем способность воспринимать высокие звуки падает. Приблизительно каждые десять лет спектр восприятия высоких звуков сужается на 1 кГц.

Также когда вы слушаете два звука одной частоты, один из которых более громкий, то вы будете слышать только громкий звук, а звук с меньшим уровнем громкости просто затеряется и не будет различим.

Это проявление так называемого «эффекта маскировки». Примером может служить слишком шумное помещение или вагон метро. Ведь когда вы хотите что-нибудь сказать в такой обстановке вам приходится кричать.

Бинауральный эффект или то, что нужно знать о панорамировании

Как известно, человек имеет два уха, что дает ему возможность воспринимать звук с разных сторон и определять направление звука и приблизительное расстояние до источника звука. Наш мозг воспринимает информацию, полученную из левого и правого ушей и оперируя этими данным делает определенные заключения. В этом собственно и проявляется бинауральный эффект.

Бинауральный эффект на разных частотах неравномерен. На низких частотах он практически неощутим. Ведь слушая только бас мы неспособны определить направление, расстояние до источника и другие параметры.

На средних частотах определение параметров сигнала осуществляется на основе разности фаз между восприятием левого и правого ушей, а на высоких частотах – за счет сравнения силы сигнала, поступающего с разных сторон.

Таким образом с помощью стерео мы можем расположить звуки в пространстве и сделать их более живыми.

На мой взгляд понимание основ восприятия звука важный аспект для написания музыкальных композиций.

Посмотрите видео «Звук и его характеристики».

Источник: https://fierymusic.ru/teoriya-zvuka/zvuk-i-ego-harakteristiki

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.