Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

Влияние физических характеристик звука на слуховые ощущения.

Слуховые ощущения, которые у нас вызывают различные звуки, во многом зависят от амплитуды звуковой волны и её частоты. Амплитуда и частота являются физическими характеристиками звуковой волны. Этим физическим характеристикам соответствуют определённые физиологические характеристики, связанные с нашим субъективным восприятием звука. Такими физиологическими характеристиками являются громкость и высота звука.

Громкость звука определяется его амплитудой: чем больше амплитуда колебаний в звуковой волне, тем громче звук. Так, когда колебания звучащего камертона затухают, вместе с амплитудой уменьшается и громкость звука. И наоборот, ударив по камертону сильнее и тем самым увеличив амплитуду его колебаний, мы вызовем и более громкий звук.

Громкость звука зависит также от того, насколько чувствительно наше ухо к данному звуку. Наибольшей чувствительностью человеческое ухо обладает к звуковым волнам с частотой 1-5кГц.

Высота звука определяется его частотой: чем больше частота колебаний в звуковой волне, тем выше звук; колебаниям небольшой частоты соответствуют низкие звуки.

Так, например, шмель машет в полёте своими крылышками с меньшей частотой, чем комар. Поэтому полёт шмеля сопровождается низким звуком (жужжанием), а полёт комара – высоким (писком).

Звуковую волну определённой частоты иначе называют тоном. Поэтому о высоте звука часто говорят как о высоте тона. Если этот процесс гармонический, то тон называется простым или чистым, а соответствующая плоская звуковая волна описывается уравнением плоской волны (). Основной характеристикой чистого тона является частота.

Основной тон с «примесью» нескольких колебаний других частот образует музыкальный звук или сложный тон, который соответствует ангармоническому колебанию. Простой тон издаёт, например, камертон, сложный тон создаётся музыкальными инструментами, аппаратом речи (гласные звуки) и т.п. Сложный тон, как и сложное колебание, можжет быть разложен на простые. Наименьшая частота 0 такого разложения соответствует основному тону, остальные гармоники (обертоны) имеют частоты, равные 20, 30 и т.д. Набор частот с указанием их относительной интенсивности (амплитуды) называется акустическим спектром.

При обычной речи в мужском голосе встречаются колебания частотой от 100 до 7000Гц, а в женском – от 200 до 9000Гц. Наиболее высокочастотные колебания входят в состав звука согласной «с». Чтобы обеспечить понятность речи, достаточно воспроизвести область частот от300 до 2000Гц. Такую область частот воспроизводит телефон.

Шумом называют звук, отличающийся, неповторяющейся временной зависимостью. К шуму относятся звуки от вибрации машин, аплодисменты, шум пламени горелки, шорох, скрип, согласные звуки речи и т.п. Шум можно рассматривать как сочетание беспорядочно изменяющихся сложных тонов.

Звуковой удар – это кратковременное звуковое воздействие: хлопок, взрыв и т.п.

Особое физиологическое воздействие способны оказывать на человека звуки низкой частоты, приближающиеся к инфразвуку. Влияние этих звуков объясняется явлением резонанса. Внутренние органы нашего тела имеют частоту свободных колебаний, лежащую в области инфразвука. Поэтому звуковые волны близкие к нему низких частот заставляют эти органы вибрировать, что при достаточно большой силе звука может привести даже к внутренним кровоизлияниям.

Специальные опыты показали, что облучение людей достаточно интенсивным инфразвуком может вызвать потерю чувства равновесия, подташнивание, непроизвольное вращение глазных яблок и другие последствия. Резонансное влияние на человеческий организм низкочастотных звуков объясняется и возбуждающее действие современной рок-музыки, насыщенной многократно усиленными низкими частотами барабанов, бас-гитар и т.д.

Характер восприятия звука, его слышимость зависит и от планировки помещения, в котором слушается речь или музыка. Объясняется это тем, что в закрытых помещениях слушатель воспринимает, кроме прямого звука, ещё и слитный ряд быстро следующих друг за другом его повторений, вызванных многократным отражением звука от находящихся в помещении предметов, стен, потолка и пола. Увеличение длительности звука, вызванное его отражением от различных препятствий, называется реверберацией. Реверберация велика в пустых помещениях, где она приводит к гулкости. И наоборот, помещения с мягкой обивкой стен, драпировками, шторами, мягкой мебелью, коврами, а также наполненные людьми хорошо поглощают звук, и потому реверберация в них незначительна.

Отражением звука объясняется и эхо. Эхо – это звуковые волны, отражённые от какого-либо препятствия (зданий, холмов, леса и т.п.) и возвратившиеся снова к источнику. Если до нас доходят звуковые волны, последовательно отразившиеся от нескольких препятствий и разделённые интервалом времени t50-60мс, то возникает многократное эхо. Некоторые из таких эхо приобрели всемирную известность. Так, например, скалы, раскинутые в форме круга возле Адерсбаха в Чехословакии, в опредёлённом месте троекратно повторяют семь слогов. А в замке Вудсток в Англии эхо отчётливо повторяет 17 слогов.