Ljud och dess egenskaper
Innehåll
Ljud är ett fysiskt objektivt fenomen. Dess källa är vilken elastisk kropp som helst som kan producera mekanisk vibrationer. Som ett resultat bildas ljudvågor som når det mänskliga örat genom luften. Den uppfattar vågor och omvandlar dem till nervimpulser som överförs till hjärnan och bearbetas av dess hemisfärer. Som ett resultat blir en person medveten om ett visst ljud.
Det finns tre kategorier av ljud:
- Musikal – har en viss höjd, volym, frimärke och andra egenskaper; anses vara de mest organiserade, de kännetecknas av en mängd dynamiska och frimärke egenskaper.
- Brus – ljud vars tonhöjd är obestämd. Dessa inkluderar havsbrus, vindsus, knarrande, klick och många andra.
- Låter utan fokuserad tonhöjd .
För att skapa kompositioner används endast musikaliska ljud, ibland – brus.
ljudvågor
Detta är sällsynthet och kondensering av ljud i ett elastiskt, eller ljudledande, medium. När en mekanisk vibrationer av kroppen har inträffat divergerar vågen genom ett ljudledande medium: luft, vatten, gas och olika vätskor. Förökningen sker i en annan takt, vilket beror på det specifika mediet och dess elasticitet. I luft är denna indikator för en ljudvåg 330-340 m / s, i vatten - 1450 m / s.
Ljudvågen är osynlig, men hörbar för en person, eftersom den påverkar hans trumhinnor. Det behöver ett medium för att spridas. Forskare har bevisat att i ett vakuum, det vill säga ett utrymme utan luft, kan en ljudvåg bildas, men inte fortplantas.
Ljudmottagare
Detta är namnet på enheter som uppfattar ljudenergi, mäter egenskaperna hos en ljudvåg (tryck, intensitet, hastighet, etc.) och omvandlar den till en annan energi. För att ta emot ljud i olika miljöer används följande:
- mikrofoner – för luftrummet ;
- geofoner – för uppfattningen av ljuden från jordskorpan;
- hydrofoner – för att ta emot ljud i vattnet.
Det finns naturliga ljudmottagare – hörapparater för människor och djur – och tekniska. När en elastisk kropp oscillerar når de resulterande vågorna hörselorganen efter en tid. Trumhinnan vibrerar med en frekvens som matchar ljudkällans. Dessa skakningar överförs till hörselnerven, och den skickar impulser till hjärnan för vidare bearbetning. Således uppträder vissa ljudförnimmelser hos människor och djur.
Tekniska ljudmottagare omvandlar en akustisk signal till en elektrisk. Tack vare detta sänds ljudet på olika avstånd, det kan spelas in, förstärkas, analyseras etc.
Egenskaper och egenskaper hos ljud
Höjd
Detta är en egenskap hos ljud, beroende på frekvensen med vilken den fysiska kroppen vibrerar. Dess måttenhet är hertz ( Hz ): antalet periodiska ljudvibrationer på 1 sekund. Beroende på frekvensen av vibrationer särskiljs ljud:
- lågfrekventa – med ett litet antal svängningar (inte högre än 300 Hz );
- mitten -frekvens – låter oscillerande med en frekvens på 300-3,000 XNUMX Hz ;
- högfrekvent – med ett antal svängningar som överstiger 3,000 XNUMX Hz .
Duration
För att bestämma denna egenskap hos ljud är det nödvändigt att mäta varaktigheten av vibrationerna i kroppen som avger ljudet. Det musikaliska ljudet varar från 0.015-0.02 s. upp till flera minuter. Det längsta ljudet produceras av orgelpedalen.
Volym
På ett annat sätt kallas denna egenskap för ljudeffekten, som bestäms av svängningarnas amplitud: ju större den är, desto högre ljud och vice versa. Ljudstyrkan mäts i decibel (dB). I musikteori används gradering för att indikera styrkan på ljudet med vilket det är nödvändigt att reproducera en komposition:
- stark;
- piano;
- mezzo forte;
- mezzo piano;
- fortissimo;
- pianissimo;
- forte-fortissimo;
- piano-pianissimo, etc.
En annan egenskap är nära relaterad till ljudstyrkan i musikalisk praktik – dynamik. Tack vare dynamiska nyanser kan du ge kompositionen en viss form.
De uppnås genom artistens skicklighet, rummets akustiska egenskaper och musikinstrument.
Andra egenskaper
Amplitud
Detta är en egenskap som påverkar ljudvolymen. Amplituden är halva skillnaden mellan maximi- och minimidensitetsvärdena.
Spektral sammansättning
Spektrum är fördelningen av en ljudvåg i frekvens m till harmoniska vibrationer. Det mänskliga örat uppfattar ljud beroende på de frekvenser som utgör ljudvågen. De bestämmer tonhöjden: höga frekvenser ger höga toner och vice versa. Musikaliskt ljud har flera toner:
- Grundläggande – en ton som motsvarar den lägsta frekvensen från den totala frekvensen som är inställd för ett visst ljud.
- En överton är en ton som motsvarar alla andra frekvenser . Det finns harmoniska övertoner med frekvenser som är multiplar av grundfrekvensen.
Musikaliska ljud som har samma grundton kännetecknas av sina frimärke . Det bestäms av amplituderna och frekvenser av övertonerna, samt av ökningen av amplituden i början och slutet av ljudet.
Intensitet
Detta är namnet på energin som överförs av en ljudvåg under en tidsperiod genom vilken yta som helst. En annan egenskap beror direkt på intensiteten – ljudstyrkan. Den bestäms av svängningsamplituden i en ljudvåg. När det gäller uppfattningen av de mänskliga hörselorganen särskiljs hörseltröskeln – den lägsta intensitet som är tillgänglig för mänsklig perception. Gränsen över vilken örat inte kan uppfatta intensiteten av en ljudvåg utan smärta kallas smärttröskeln.
Det beror också på ljudfrekvensen.
Timbre
Annars kallas det ljudfärgning. De frimärke påverkas av flera faktorer: ljudkällans enhet, material, storlek och form. Den timbre förändringar på grund av olika musikaliska effekter. I musikalisk praktik påverkar denna egenskap verkets uttrycksfullhet. Den timbre ger melodin ett karakteristiskt ljud.
Om ohörbara ljud
När det gäller uppfattning av det mänskliga örat, ultraljud (med en frekvens över 20,000 XNUMX Hz ) och infraljud (under 16 kHz) särskiljs. De kallas ohörbara, eftersom människors hörselorgan inte uppfattar dem. Ultraljud och infraljud är hörbara för vissa djur; de är inspelade med instrument.
En egenskap hos en infraljudsvåg är förmågan att passera genom ett annat medium, eftersom atmosfären, vattnet eller jordskorpan absorberar det dåligt. Därför sprider det sig över långa avstånd. Källorna till vågor i naturen är jordbävningar, starka vindar, vulkanutbrott. Tack vare speciella enheter som fångar sådana vågor är det möjligt att förutsäga utseendet på en tsunami och bestämma epicentret för en jordbävning. Det finns också konstgjorda källor till infraljud: turbiner, motorer, underjordiska och markexplosioner, pistolskott.
Ultraljudsvågor har en unik egenskap: de bildar riktade strålar som ljus. De leds väl av vätskor och fasta ämnen, dåligt av gaser. Ju högre frekvens av ultraljud, desto intensivare sprider det sig. I naturen uppträder det under åska, i bruset från ett vattenfall, regn, vind.
Vissa djur förökar det på egen hand – fladdermöss, valar, delfiner och gnagare.
Ljud i människolivet
Det mänskliga örat är mycket känsligt på grund av trumhinnans elasticitet. Toppen av människors hörseluppfattning faller på unga år, när denna egenskap hos hörselorganet ännu inte har gått förlorad och en person hör ljud med en frekvens på 20 kHz. Vid en högre ålder uppfattar människor, oavsett kön, ljudvågor sämre: de hör bara en frekvens på högst 12-14 kHz.
Intressanta fakta
- Om den övre tröskeln för frekvenser som uppfattas av det mänskliga örat är 20,000 XNUMX Hz , då är den nedre 16 Hz . Infraljud, där frekvens är mindre än 16 Hz , samt ultraljud (över 20,000 XNUMX Hz ), de mänskliga hörselorganen inte uppfattar.
- WHO har fastställt att en person säkert kan lyssna på vilket ljud som helst med en volym som inte överstiger 85 dB i 8 timmar.
- För att uppfatta ljud av det mänskliga örat är det nödvändigt att det varar i minst 0.015 sekunder.
- Ultraljud kan inte höras, men det kan kännas. Om du lägger handen i en vätska som leder ultraljud, kommer det att bli en skarp smärta. Dessutom kan ultraljud förstöra metall, rena luften och förstöra levande celler.
Istället för output
Ljud är grunden för alla musikstycken. Ljudets egenskaper, dess egenskaper gör det möjligt att skapa olika kompositioner. Beroende på tonhöjd, varaktighet, volym, amplitud eller frimärke , det finns olika ljud. För att skapa verk används främst musikaliska ljud, för vilka tonhöjden bestäms.
