ΔΙΑΛΕΞΗ 3 ΑΚΟΥΣΤΙΚΗ. ΗΧΟΣ
1. Ήχος, είδη ήχου.
2. Φυσικά χαρακτηριστικά του ήχου.
3. Χαρακτηριστικά της ακουστικής αίσθησης. Μετρήσεις ήχου.
4. Διέλευση ήχου μέσω της διεπαφής μεταξύ των μέσων.
5. Σωστή μέθοδοι έρευνας.
6. Παράγοντες που καθορίζουν την πρόληψη του θορύβου. Προστασία από το θόρυβο.
7. Βασικές έννοιες και τύποι. Πίνακες.
8. Καθήκοντα.
Ακουστική.Με την ευρεία έννοια, ένας κλάδος της φυσικής που μελετά τα ελαστικά κύματα από τις χαμηλότερες έως τις υψηλότερες συχνότητες. Με στενή έννοια - το δόγμα του ήχου.
Ήχος με ευρεία έννοια - ελαστικοί κραδασμοί και κύματα που διαδίδονται σε αέριες, υγρές και στερεές ουσίες. με τη στενή έννοια - ένα φαινόμενο που γίνεται αντιληπτό υποκειμενικά από τα όργανα ακοής των ανθρώπων και των ζώων.
Κανονικά, το ανθρώπινο αυτί ακούει ήχο στην περιοχή συχνοτήτων από 16 Hz έως 20 kHz. Ωστόσο, με την ηλικία, το ανώτερο όριο αυτού του εύρους μειώνεται:
Ο ήχος με συχνότητα κάτω από 16-20 Hz ονομάζεται Υπόηχος,πάνω από 20 kHz -υπέρηχος,και τα ελαστικά κύματα υψηλότερης συχνότητας στην περιοχή από 10 9 έως 10 12 Hz - υπερηχητικός.
Οι ήχοι που βρίσκονται στη φύση χωρίζονται σε διάφορους τύπους.
Τόνος -είναι ένας ήχος που είναι μια περιοδική διαδικασία. Το κύριο χαρακτηριστικό του τόνου είναι η συχνότητα. απλός τόνοςδημιουργείται από ένα σώμα που δονείται σύμφωνα με έναν αρμονικό νόμο (για παράδειγμα, μια διχάλα συντονισμού). Πολύπλοκος τόνοςδημιουργείται από περιοδικές ταλαντώσεις που δεν είναι αρμονικές (για παράδειγμα, ο ήχος ενός μουσικού οργάνου, ο ήχος που δημιουργείται από την ανθρώπινη συσκευή ομιλίας).
Θόρυβος- αυτός είναι ένας ήχος που έχει μια πολύπλοκη μη επαναλαμβανόμενη χρονική εξάρτηση και είναι ένας συνδυασμός τυχαίως μεταβαλλόμενων σύνθετων τόνων (θρόισμα των φύλλων).
ηχητική έκρηξη- αυτό είναι ένα βραχυπρόθεσμο ηχητικό εφέ (χειροκρότημα, έκρηξη, χτύπημα, βροντή).
Ένας σύνθετος τόνος, ως περιοδική διαδικασία, μπορεί να αναπαρασταθεί ως άθροισμα απλών τόνων (που αποσυντίθενται σε τόνους συνιστωσών). Μια τέτοια αποσύνθεση ονομάζεται φάσμα.
Το ακουστικό φάσμα ενός τόνου είναι το σύνολο όλων των συχνοτήτων του με ένδειξη των σχετικών εντάσεων ή πλάτη τους.
Η χαμηλότερη συχνότητα στο φάσμα (ν) αντιστοιχεί στον θεμελιώδη τόνο και οι υπόλοιπες συχνότητες ονομάζονται υπέρτονες ή αρμονικές. Οι υπέρτονες έχουν συχνότητες που είναι πολλαπλάσιες της θεμελιώδης συχνότητας: 2v, 3v, 4v, ...
Συνήθως το μεγαλύτερο πλάτος του φάσματος αντιστοιχεί στον θεμελιώδη τόνο. Είναι αυτός που γίνεται αντιληπτός από το αυτί ως το βήμα (βλ. παρακάτω). Οι υπέρηχοι δημιουργούν το «χρώμα» του ήχου. Ήχοι του ίδιου ύψους, που δημιουργούνται από διαφορετικά όργανα, γίνονται αντιληπτοί διαφορετικά από το αυτί ακριβώς λόγω της διαφορετικής αναλογίας μεταξύ των πλατών των ήχων. Το σχήμα 3.1 δείχνει τα φάσματα της ίδιας νότας (ν = 100 Hz) που παίζεται στο πιάνο και στο κλαρίνο.
Ρύζι. 3.1.Φάσματα από νότες πιάνου (α) και κλαρινέτου (β).
Το ακουστικό φάσμα του θορύβου είναι στερεός.
Οποιοδήποτε φαινόμενο στον Κόσμο μας έχει κάποιους ποσοτικούς και ποιοτικούς δείκτες που μπορούν να μετρηθούν, και επομένως να αλλάξουν, έχοντας λάβει προβλέψιμες, στις περισσότερες περιπτώσεις, συνέπειες. Και ο ήχος δεν αποτελεί εξαίρεση στον κανόνα!
Για αυτόν ισχύουν οι ίδιες παράμετροι και δείκτες όπως και για τον έξω κόσμο. Η επιστήμη "Ακουστική" ασχολείται με τη μελέτη αυτών των παραμέτρων και δεικτών.
Οι ηχητικές δονήσεις μπορούν να αναπαρασταθούν γραφικά ως ένα γράφημα της κίνησης του σώματος που παράγει τον ήχο.Αν μιλάμε για ένα ηχείο που αναπαράγει ήχο, τότε το γράφημα θα εμφανίζει την κίνηση του κώνου. Αν μιλάμε για χορδή, τότε το γράφημα της δόνησης της χορδής. Εάν υπάρχει πνευστό όργανο, τότε ένα γράφημα της διακύμανσης του αέρα μέσα στο σωλήνα του οργάνου κ.λπ.
Για να περιγράψουμε ένα τέτοιο φαινόμενο ως ήχο, πρέπει πρώτα να καταλάβουμε τι πραγματικά ακούμε.
- Λοιπόν, πρώτα - η ένταση, διακρίνουμε τους δυνατούς και τους ήσυχους ήχους.
- Δεύτερον, το ύψος, διακρίνουμε τους ήχους που συνθέτουν τη μελωδία.
- Τρίτον, αντιλαμβανόμαστε μια αλλαγή στην ένταση των μεμονωμένων ήχων.
- Τέταρτον, διακρίνουμε τον ήχο ενός οργάνου από ένα άλλο, για παράδειγμα, ένα πιάνο από μια κιθάρα, ακούμε τη μοναδική τους ηχογράφηση.
Για να καταλάβετε πώς λειτουργούν όλα, πρέπει να φανταστείτε ολόκληρη την εικόνα.
Εξετάστε το γράφημα της κίνησης του διαχύτη στη δυναμική.
Αξίζει να αναφέρουμε ότι δεν μπορεί να αναπαράγει δύο ήχους ταυτόχρονα, κινείται γραμμικά, εντός ορισμένων ορίων.
Η κίνηση του διαχύτη έχει ένα πλάτος:
Σε γενικές γραμμές, αυτή είναι η απόσταση με την οποία μπορεί να αποκλίνει από την κατάσταση ηρεμίας.
Όταν αναπαράγει ένα ηχητικό σήμα, κινείται εντός αυτών των ορίων:
Όταν κινείται, δημιουργεί ένταση στον αέρα, στη συνέχεια συμπιέζεται και στη συνέχεια εκφορτώνεται με τη σειρά του. Αυτή η επίδραση του διαχύτη στον αέρα δημιουργεί «ηχητική πίεση» στον αέρα. Εάν η ισχύς του σήματος που εισέρχεται στο ηχείο αυξάνεται, τότε το πλάτος της κίνησης του κώνου αυξάνεται:
Ακολουθώντας το πλάτος, η ταχύτητα του διαχύτη αυξάνεται επίσης, καθώς χρειάζεται να καλύψει μεγαλύτερη απόσταση ταυτόχρονα - το κύμα είναι ένα, τα πλάτη είναι διαφορετικά. Δεδομένου ότι η ταχύτητα έχει αυξηθεί, αποδεικνύεται ότι ο διαχύτης συμπιέζει και εκκενώνει τον αέρα πιο γρήγορα, και εάν ο αέρας συμπιέζεται γρηγορότερα, τότε η πίεση που εμφανίζεται στον αέρα γίνεται μεγαλύτερη. Αντίστοιχα, φτάνοντας στα αυτιά μας, ο αέρας κουνάει το τύμπανο πιο έντονα, από αυτό, η διέγερση των νεύρων γίνεται μεγαλύτερη και αντιλαμβανόμαστε ότι ο ήχος έχει γίνει πιο δυνατός. Έτσι είναι τα πράγματα.
Από το ίδιο παράδειγμα, μπορείτε να δείτε ότι παρόλο που το πλάτος του κύματος έχει αυξηθεί, τα χρονικά διαστήματα και για τα δύο κύματα είναι τα ίδια, αυτό οφείλεται στη «συχνότητα ταλάντωσης», την επόμενη παράμετρο που μπορούμε να ακούσουμε. Στην πραγματικότητα, η συχνότητα ταλάντωσης είναι το ύψος, αυτή η παράμετρος είναι υπεύθυνη για το πώς ακούμε τον ήχο - υψηλό ή χαμηλό. Όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα, τόσο υψηλότερος είναι ο ήχος που ακούμε, όσο χαμηλότερη είναι η συχνότητα, τόσο χαμηλότερος είναι ο ήχος.
Η συχνότητα μετριέται σε Hertz (Hz).
1 Hertz είναι μία ταλάντωση ανά δευτερόλεπτο.
Το όριο ακοής της ανθρώπινης ακοής είναι από 20 έως 20.000 Hz.
Κάθε νότα αντιστοιχεί σε έναν ορισμένο αριθμό δονήσεων. Έτσι, ένας διαχύτης σε ένα ηχείο που παίζει κάποιο είδος μουσικής αντλεί τον αέρα όχι μόνο με ένα συγκεκριμένο πλάτος, επηρεάζοντας την ένταση της ακουστικής μουσικής, αλλά και με μια συγκεκριμένη συχνότητα. Δηλαδή κάνει είτε περισσότερο είτε λιγότερο αριθμό ταλαντώσεων, ανάλογα με τη μελωδία. Για να φανταστούμε τουλάχιστον ελαφρά την ταχύτητα του ηχείου, μπορούμε να πούμε ότι η νότα "La" της πρώτης οκτάβας αντιστοιχεί σε συχνότητα 440 Hz. Δηλαδή, αν ακούσουμε τη νότα "La" από το ηχείο για ένα δευτερόλεπτο, τότε σε αυτό ακριβώς το δευτερόλεπτο, το ηχείο θα κάνει 440 δονήσεις.
Η συχνότητα του ήχου επηρεάζει και την ένταση, αλλά αυτό σχετίζεται περισσότερο με την ενότητα «ψυχοακουστική», καθώς επηρεάζει το θέμα της ανθρώπινης αντίληψης του ήχου. Τα ακουστικά μας είναι σχεδιασμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να αντιλαμβανόμαστε τις υψηλές συχνότητες πιο δυνατά από τις χαμηλές συχνότητες, όσον αφορά την «ηχητική πίεση». Δηλαδή, αν πάρουμε δύο ήχους - χαμηλό και υψηλό και ρυθμίσουμε την ένταση τους ώστε να δημιουργούν την ίδια ηχητική πίεση, τότε ο υψηλός θα φαίνεται πολύ πιο δυνατός.
Το επόμενο πράγμα που μπορούμε να διακρίνουμε σε έναν ήχο είναι ο φάκελος ADSR του.Ο όρος ADSR αναφέρεται περισσότερο σε μεμονωμένους ήχους και πιο συχνά σε ήχους συνθεσάιζερ, στην ψηφιακή σύνθεση ήχου. Το ADSR είναι συντομογραφία των αγγλικών λέξεων Attack, Decay, Sustaine και Release.Λίγο αργότερα, θα μιλήσουμε ξεχωριστά για αυτό με περισσότερες λεπτομέρειες, αλλά τώρα αξίζει να εξηγήσουμε εν συντομία την ουσία. Φανταστείτε ότι πήρατε μια κιθάρα και τραβήξατε μια χορδή πάνω της. Πρώτα, θα ακούσετε τον ήχο να ακούγεται πολύ γρήγορα, σχεδόν αμέσως (Attack), μετά η ένταση θα μειωθεί λίγο (Fade), θα κρατήσει λίγο (Sound) και θα μειωθεί (Fade).
Στις περισσότερες περιπτώσεις, το ADSR σημαίνει ακριβώς αυτά τα στάδια σχηματισμού ήχου και τον συντονισμό τους. Με την ψηφιακή σύνθεση, αυτές οι παράμετροι ρυθμίζονται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου· όταν παίζετε ένα όργανο, ελέγχονται από τον ερμηνευτή.
Μια άλλη ηχητική ποιότητα ήχου είναι το ηχόχρωμα του οργάνου και η ικανότητά μας να διακρίνουμε μεταξύ αυτών των ηχοχρώσεων.
Το θέμα είναι πολύπλοκο και θα αποκαλυφθεί πλήρως κατά την ανασκόπηση των διαφόρων εργαλείων. Το ηχόχρωμο επηρεάζεται σχεδόν από οτιδήποτε υπάρχει στο όργανο, σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό.Πρώτα και κύρια είναι φυσικά η μέθοδος παραγωγής ήχου. Αυτή είναι η αρχή του εργαλείου. Στο βιολί οι χορδές υποκλίνονται, στην κιθάρα τραβιούνται οι χορδές, στα πλήκτρα οι χορδές χτυπιούνται από σφυριά, τα πνευστά φυσούν, με αποτέλεσμα να γεννιέται ο ήχος του οργάνου. Ταυτόχρονα, κάθε όργανο έχει τον δικό του μοναδικό ήχο. Έτσι, δύο κιθάρες δεν θα ακούγονται το ίδιο, κάτι θα διαφέρει στον ήχο τους, αν και θα εξακολουθεί να είναι ο ήχος της κιθάρας.
Πρόκειται για ένα πολύ ενδιαφέρον θέμα, το οποίο θα αναλύσουμε με περισσότερες λεπτομέρειες.
Από τα πιο προφανή ηχητικά φαινόμενα, τα έχουμε εξετάσει όλα, δεν έχουν μείνει προφανή, αλλά για αυτά μια άλλη φορά.
Στο άρθρο, θα μάθετε τι είναι ο ήχος, ποιο είναι το θανατηφόρο επίπεδο έντασης, καθώς και η ταχύτητα στον αέρα και σε άλλα περιβάλλοντα. Θα μιλήσουμε επίσης για συχνότητα, κωδικοποίηση και ποιότητα ήχου.
Θα εξετάσουμε επίσης τη δειγματοληψία, τις μορφές και την ισχύ του ήχου. Αλλά πρώτα, ας ορίσουμε τη μουσική ως διατεταγμένο ήχο - το αντίθετο από τον άτακτο, χαοτικό ήχο που αντιλαμβανόμαστε ως θόρυβο.
- Πρόκειται για ηχητικά κύματα που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα διακυμάνσεων και αλλαγών στην ατμόσφαιρα, καθώς και αντικείμενα γύρω μας.
Ακόμα και όταν μιλάς ακούς τον συνομιλητή σου γιατί επηρεάζει τον αέρα. Επίσης, όταν παίζετε ένα μουσικό όργανο, είτε χτυπάτε ένα τύμπανο είτε τραβάτε μια χορδή, παράγετε δονήσεις συγκεκριμένης συχνότητας, οι οποίες στον περιβάλλοντα αέρα παράγουν ηχητικά κύματα.
Τα ηχητικά κύματα είναι διέταξεκαι χαώδης. Όταν είναι διατεταγμένα και περιοδικά (επαναλαμβανόμενα μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα), ακούμε μια συγκεκριμένη συχνότητα ή τόνο.
Δηλαδή, μπορούμε να ορίσουμε τη συχνότητα ως τον αριθμό των επαναλήψεων ενός γεγονότος σε μια δεδομένη χρονική περίοδο. Έτσι, όταν τα ηχητικά κύματα είναι χαοτικά, τα αντιλαμβανόμαστε ως θόρυβος.
Αλλά όταν τα κύματα ταξινομούνται και επαναλαμβάνονται περιοδικά, τότε μπορούμε να τα μετρήσουμε με τον αριθμό των επαναλαμβανόμενων κύκλων ανά δευτερόλεπτο.
Ρυθμός δειγματοληψίας ήχου
Ο ρυθμός δειγματοληψίας ήχου είναι ο αριθμός των μετρήσεων του επιπέδου σήματος σε 1 δευτερόλεπτο. Το Hertz (Hz) ή Hertz (Hz) είναι μια επιστημονική μονάδα μέτρησης που καθορίζει τον αριθμό των επαναλήψεων ενός γεγονότος ανά δευτερόλεπτο. Αυτή είναι η μονάδα που θα χρησιμοποιήσουμε!
Ρυθμός δειγματοληψίας ήχου Πιθανώς, έχετε δει συχνά μια τέτοια συντομογραφία - Hz ή Hz. Για παράδειγμα, σε πρόσθετα ισοσταθμιστή. Σε αυτά, οι μονάδες μέτρησης είναι τα hertz και kilohertz (δηλαδή 1000 Hz).
Κανονικά, ένα άτομο ακούει ηχητικά κύματα από 20 Hz έως 20.000 Hz (ή 20 kHz). Οτιδήποτε λιγότερο από 20 Hz είναι Υπόηχος. Οτιδήποτε πάνω από 20 kHz είναι υπέρηχος.
Επιτρέψτε μου να ανοίξω το πρόσθετο ισοσταθμιστή και να σας δείξω πώς φαίνεται. Μάλλον γνωρίζετε αυτούς τους αριθμούς.
συχνότητες ήχου Με έναν ισοσταθμιστή, μπορείτε να μειώσετε ή να ενισχύσετε συγκεκριμένες συχνότητες εντός του εύρους ανθρώπινης ακρόασης.
Μικρό παράδειγμα!
Εδώ έχω μια εγγραφή ενός ηχητικού κύματος που δημιουργήθηκε στα 1000 Hz (ή 1 kHz). Αν κάνουμε μεγέθυνση και κοιτάξουμε το σχήμα του, θα δούμε ότι είναι κανονικό και επαναλαμβανόμενο (περιοδικό).
Επαναλαμβανόμενο (περιοδικό) ηχητικό κύμα Σε ένα δευτερόλεπτο, χιλιάδες επαναλαμβανόμενοι κύκλοι συμβαίνουν εδώ. Για σύγκριση, ας δούμε ένα ηχητικό κύμα που αντιλαμβανόμαστε ως θόρυβο.
Διαταραγμένος ήχος Δεν υπάρχει συγκεκριμένη συχνότητα επανάληψης. Δεν υπάρχει επίσης συγκεκριμένος τόνος ή τόνος. Το ηχητικό κύμα δεν έχει παραγγελθεί. Αν κοιτάξουμε το σχήμα αυτού του κύματος, θα δούμε ότι δεν υπάρχει τίποτα επαναλαμβανόμενο ή περιοδικό σε αυτό.
Ας περάσουμε στο πιο πλούσιο κομμάτι του κύματος. Μεγεθύνουμε και βλέπουμε ότι δεν είναι σταθερό.
Μη διατεταγμένο κύμα όταν κλιμακώνεται Λόγω της έλλειψης κυκλικότητας, δεν μπορούμε να ακούσουμε κάποια συγκεκριμένη συχνότητα σε αυτό το κύμα. Επομένως, το αντιλαμβανόμαστε ως θόρυβο.
Θανατηφόρο επίπεδο ήχου
Θέλω να αναφέρω λίγο για το θανατηφόρο επίπεδο ήχου για έναν άνθρωπο. Προέρχεται από 180 dBκαι ψηλότερα.
Θα πρέπει να πούμε αμέσως ότι σύμφωνα με τα ρυθμιστικά πρότυπα, ένα ασφαλές επίπεδο θορύβου θεωρείται ότι δεν υπερβαίνει τα 55 dB (ντεσιμπέλ) κατά τη διάρκεια της ημέρας και τα 40 dB τη νύχτα. Ακόμη και με παρατεταμένη έκθεση στην ακοή, αυτό το επίπεδο δεν θα προκαλέσει βλάβη.
| Επίπεδα έντασης ήχου | ||
|---|---|---|
| (dB) | Ορισμός | Πηγή |
| 0 | Δεν ακούγεται καθόλου | |
| 5 | Σχεδόν δεν ακούγεται | |
| 10 | Σχεδόν δεν ακούγεται | Ήσυχο θρόισμα των φύλλων |
| 15 | μόλις ακούγεται | θρόισμα των φύλλων |
| 20 — 25 | μόλις ακούγεται | Ψίθυροι ατόμου σε απόσταση 1 μέτρου |
| 30 | Ησυχια | Το χτύπημα του ρολογιού τοίχου επιτρεπόμενο μέγιστο σύμφωνα με τους κανόνες για οικιστικούς χώρους τη νύχτα από 23 έως 7 ώρες) |
| 35 | Αρκετά ακουστό | Σίγαση συνομιλίας |
| 40 | Αρκετά ακουστό | κοινή ομιλία ( κανόνας για κατοικίες κατά τη διάρκεια της ημέρας από τις 7 π.μ. έως τις 11 μ.μ.) |
| 45 | Αρκετά ακουστό | ΜΙΛΑ ρε |
| 50 | ακούγεται καθαρά | Γραφομηχανή |
| 55 | ακούγεται καθαρά | ΜΙΛΑ ρε ( Ευρωπαϊκό πρότυπο για χώρους γραφείων κατηγορίας Α) |
| 60 | (κανόνας για γραφεία) | |
| 65 | Δυνατή ομιλία (1 μ.) | |
| 70 | Δυνατή ομιλία (1 μ.) | |
| 75 | Ούρλιαξε και γέλιο (1μ.) | |
| 80 | Πολύ θορυβώδες | Κραυγή, μοτοσυκλέτα με σιγαστήρα |
| 85 | Πολύ θορυβώδες | Δυνατή κραυγή, μοτοσυκλέτα με σιγαστήρα |
| 90 | Πολύ θορυβώδες | Δυνατές κραυγές, βαγόνι εμπορευμάτων (7 μέτρα) |
| 95 | Πολύ θορυβώδες | Βαγόνι του μετρό (7 μέτρα έξω ή μέσα στο αυτοκίνητο) |
| 100 | Εξαιρετικά θορυβώδες | Ορχήστρα, βροντές ( σύμφωνα με τα ευρωπαϊκά πρότυπα, αυτή είναι η μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση ήχου για ακουστικά) |
| 105 | Εξαιρετικά θορυβώδες | Σε παλιά αεροπλάνα |
| 110 | Εξαιρετικά θορυβώδες | Ελικόπτερο |
| 115 | Εξαιρετικά θορυβώδες | Αμμοβολή (1m) |
| 120-125 | σχεδόν αφόρητη | Τζακάμερ |
| 130 | κατώφλι πόνου | Αεροπλάνο στην αρχή |
| 135 — 140 | Μώλωπας | Αεριωθούμενο αεροπλάνο που απογειώνεται |
| 145 | Μώλωπας | εκτόξευση πυραύλων |
| 150 — 155 | Μώλωπας, τραυματισμός | |
| 160 | σοκ, τραύμα | Σοκ κύμα από υπερηχητικό αεροσκάφος |
| 165+ | Ρήξη τυμπάνων και πνευμόνων | |
| 180+ | Θάνατος | |
Ταχύτητα ήχου σε km/h και μέτρα ανά δευτερόλεπτο
Η ταχύτητα του ήχου είναι η ταχύτητα διάδοσης των κυμάτων σε ένα μέσο. Παρακάτω δίνω έναν πίνακα ταχυτήτων διάδοσης σε διάφορα μέσα.
Η ταχύτητα του ήχου στον αέρα είναι πολύ μικρότερη από ότι στα στερεά μέσα. Η ταχύτητα του ήχου στο νερό είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι στον αέρα. Είναι 1430 m/s. Ως αποτέλεσμα, η διάδοση είναι ταχύτερη και η ακουστότητα είναι πολύ μεγαλύτερη.
Η ηχητική ισχύς είναι η ενέργεια που μεταδίδεται από ένα ηχητικό κύμα μέσω της εν λόγω επιφάνειας ανά μονάδα χρόνου. Μετρήθηκε σε (W). Υπάρχει μια στιγμιαία τιμή και ένας μέσος όρος (σε μια χρονική περίοδο).
Ας συνεχίσουμε με τους ορισμούς από το τμήμα θεωρίας της μουσικής!
Βήμα και νότα
Υψοςείναι ένας μουσικός όρος που σημαίνει σχεδόν το ίδιο πράγμα με τη συχνότητα. Η εξαίρεση είναι ότι δεν έχει μονάδα μέτρησης. Αντί να ορίζουμε τον ήχο με τον αριθμό των κύκλων ανά δευτερόλεπτο στην περιοχή από 20 - 20.000 Hz, ορίζουμε ορισμένες τιμές συχνότητας με λατινικά γράμματα.
Τα μουσικά όργανα παράγουν περιοδικά ηχητικά κύματα κανονικού σχήματος, τα οποία ονομάζουμε τόνους ή νότες.
Δηλαδή, με άλλα λόγια, είναι ένα είδος στιγμιότυπου ενός περιοδικού ηχητικού κύματος ορισμένης συχνότητας. Το ύψος αυτής της νότας μας λέει πόσο ψηλό ή χαμηλό είναι η νότα. Ταυτόχρονα, οι χαμηλότερες νότες έχουν μεγαλύτερα κύματα. Και ψηλός, πιο κοντός.
Ας δούμε ένα ηχητικό κύμα 1 kHz. Τώρα θα κάνω μεγέθυνση και θα δείτε πόσο απέχουν οι κύκλοι μεταξύ τους.
Ηχητικό κύμα στο 1 kHz Τώρα ας δούμε ένα κύμα 500 Hz. Εδώ η συχνότητα είναι 2 φορές μικρότερη και η απόσταση μεταξύ των κύκλων είναι μεγαλύτερη.
Ηχητικό κύμα στα 500 Hz Τώρα ας πάρουμε ένα κύμα 80 Hz. Θα είναι ακόμη πιο φαρδύ και το ύψος είναι πολύ χαμηλότερο.
Ήχος στα 80 Hz Βλέπουμε τη σχέση μεταξύ του ύψους ενός ήχου και της κυματομορφής του.
Κάθε μουσική νότα βασίζεται σε μια θεμελιώδη συχνότητα (θεμελιώδης). Αλλά εκτός από τον τόνο στη μουσική, αποτελείται επίσης από πρόσθετες ηχητικές συχνότητες ή τόνους.
Επιτρέψτε μου να σας δείξω ένα άλλο παράδειγμα!
Παρακάτω είναι ένα κύμα στα 440 Hz. Είναι το πρότυπο στον κόσμο της μουσικής για κούρδισμα οργάνων. Αντιστοιχεί στη σημείωση λα.
Καθαρό ηχητικό κύμα στα 440 Hz Ακούμε μόνο τον θεμελιώδη τόνο (καθαρό ηχητικό κύμα). Αν κάνουμε μεγέθυνση, θα δούμε ότι είναι περιοδικό.
Ας δούμε τώρα ένα κύμα ίδιας συχνότητας, αλλά παιγμένο στο πιάνο.
Περιοδικός ήχος πιάνου Κοίτα, είναι και περιοδικό. Έχει όμως μικρές προσθήκες και αποχρώσεις. Όλα μαζί μας δίνουν μια ιδέα για το πώς ακούγεται το πιάνο. Αλλά εκτός από αυτό, οι επισημάνσεις καθορίζονται επίσης από το γεγονός ότι ορισμένες νότες θα έχουν μεγαλύτερη συγγένεια για μια δεδομένη νότα από άλλες.
Για παράδειγμα, μπορείτε να παίξετε μια πιο σφιχτή νότα, αλλά μια οκτάβα ψηλότερα. Θα ακούγεται τελείως διαφορετικό. Ωστόσο, θα σχετίζεται με την προηγούμενη σημείωση. Δηλαδή, είναι η ίδια νότα, έπαιξε μόνο μια οκτάβα ψηλότερα.
Μια τέτοια σχέση δύο νότων σε διαφορετικές οκτάβες οφείλεται στην παρουσία επισημάνσεων. Είναι συνεχώς παρόντες και καθορίζουν πόσο στενά ή μακρυά σχετίζονται ορισμένες νότες μεταξύ τους.
Συναντάμε ήχο κάθε μέρα. Στην πραγματικότητα, τα αυτιά μας δεν έχουν ακούσει ποτέ σιωπή, γιατί σε φυσικές συνθήκες πρακτικά δεν υπάρχει (παραδείγματα σιωπής και πηγές δυνατών ήχων). Ωστόσο, τι είναι ο ήχος;
Ο ήχος είναι μια ταλαντωτική διαδικασία που συμβαίνει στον αέρα (ή σε άλλο ελαστικό μέσο) υπό την επίδραση οποιωνδήποτε δονούμενων αντικειμένων.
Πηγές ήχου μπορεί να είναι, για παράδειγμα, ανθρώπινες φωνητικές χορδές, χορδές μουσικών οργάνων ή οποιοδήποτε άλλο δονούμενο αντικείμενο που προκαλεί δόνηση των σωματιδίων που το περιβάλλουν. Ταυτόχρονα, η πυκνότητα του αέρα (ή άλλου μέσου) αρχίζει να αυξάνεται και στη συνέχεια να μειώνεται σύμφωνα με αυτές τις διακυμάνσεις. Ο αέρας είναι ένα ελαστικό μέσο και παρέχει κάποια αντίστροφη αντίσταση στην ταλαντωτική διαδικασία, έτσι συμπιέζεται και αραιώνεται ο εναέριος χώρος.
Οι ήχοι που σχηματίζονται από ημιτονοειδή σήματα ονομάζονται απλοί, "καθαροί", περιλαμβάνουν ένα πιρούνι συντονισμού και ένα φλάουτο. Οι ήχοι άλλων οργάνων (φωνές, θόρυβοι) έχουν δονήσεις που είναι πιο περίπλοκες στη μορφή και μπορεί να περιέχουν μια ολόκληρη συνάφεια απλών ήχων.
Ωστόσο, για να κατανοήσουμε την αρχή της επίδρασης του ήχου στις ακουστικές μας αισθήσεις, αρκεί να εξετάσουμε έναν στοιχειώδη ήχο. Μπορεί να περιγραφεί ως ένα γράφημα της μεταβολής της πίεσης του αέρα με την πάροδο του χρόνου σε ένα ορισμένο σημείο. Σε αυτή την περίπτωση, συνηθίζεται να ονομάζουμε τη φάση συμπίεσης του μέσου θετική και τη φάση αραίωσης - αρνητική.
Κατανομή στα πλάγια με ταχύτητα ~340 m/sec. οι ηχητικές δονήσεις σχηματίζουν ένα ηχητικό κύμα.
Αυτό το κύμα επηρεάζει την τυμπανική μεμβράνη του αυτιού, το θέτει σε κίνηση, τα οποία μεταδίδονται περαιτέρω μέσω του έσω αυτιού, προκαλώντας ακουστικές αισθήσεις.
Ο ήχος περιορίζεται από τα όρια του χώρου - τοίχους, φράγματα. Ο αέρας αποτελείται από σωματίδια, τα οποία αποτελούν επίσης εμπόδιο στην πορεία του ήχου. Η ενέργεια που μεταδίδεται από αυτά τα σωματίδια εξασθενεί με την πάροδο του χρόνου, περιορίζοντας έτσι τον χώρο στον οποίο ακούγεται αυτό ή εκείνο το αντικείμενο. Για να επιτευχθεί ο μεγαλύτερος χώρος ήχου, χρειάζεται μεγαλύτερη ενέργεια από την πηγή του. Έτσι, εμφανίζεται ένα ορισμένο «ηχητικό πεδίο» για τον ήχο μιας συγκεκριμένης πηγής (βροντή, κουνούπι)
Το ηχητικό πεδίο είναι η περιοχή διανομής των ηχητικών κυμάτων.
Ένας πλήρης κύκλος μεταβολής της ηχητικής πίεσης ονομάζεται περίοδος. Ο αριθμός αυτών των περιόδων σε ένα δευτερόλεπτο καθορίζει τη συχνότητα του ήχου, η οποία μετριέται σε Hertz (Hz).
Με άλλα λόγια, αυτή είναι η μικρότερη απόσταση μεταξύ σημείων με τις ίδιες φάσεις ταλάντωσης, το μήκος της οποίας μπορεί να μετρηθεί σε μέτρα στον υπό όρους άξονα κατανομής του ήχου.
Τύπος μήκους ηχητικού κύματος:, (m.)
(παράδειγμα εφαρμογής τιμών μήκους κύματος, λ=340/100=3,4 m.)
Η έννοια του μήκους ενός ηχητικού κύματος θα βοηθήσει στο μέλλον να εξηγηθούν τα μοτίβα παρεμβολής (προσθήκη) και περίθλασης (κατανομής) ηχητικών κυμάτων στο χώρο, σε χώρους στούντιο, αιθουσών κ.λπ. Είναι επίσης απαραίτητο να κατανοήσουμε τι μέγεθος πρέπει να έχει η πηγή ήχου για να δημιουργηθεί ηχητική πίεση επαρκής για αντίληψη.
Ωστόσο, αξίζει να θυμόμαστε ότι ο ήχος στον αέρα είναι εντελώς διαφορετικός από τον ήχο στο νερό, στον σπάνιο αέρα. Τα σωματίδια του περιβάλλοντος χώρου μεταδίδουν ενέργεια, υπακούοντας αυστηρά στους νόμους της φυσικής. Όσο πιο πυκνό είναι το μέσο, τόσο καλύτερη είναι η μετάδοση του ήχου, όσο πιο σπάνιος είναι ο χώρος, τόσο λιγότερη ενέργεια μεταδίδεται. Για παράδειγμα, ο ήχος δεν διαδίδεται στο κενό, μεταδίδεται στο νερό με ταχύτητα 1485 m/s και στα στερεά η ταχύτητα του ήχου είναι 2000-6500 m/s.
Πηγές ήχου.
Η απλούστερη πηγή ήχου είναι πιρούνι – μια μικρή πηγή που εκπέμπει με ακρίβεια και καθαρότητα έναν ήχο συγκεκριμένου ύψους. Τα μουστάκια του, που ταλαντεύονται στο χώρο, προκαλούν απλές, ημιτονικές ταλαντώσεις. Συνήθως η συχνότητα του ήχου που εκπέμπεται από το συντονιστικό πιρούνι είναι 440 Hz, που αντιστοιχεί στη νότα «la» της πρώτης οκτάβας.
Σειρά- μια πολύ συνηθισμένη πηγή ήχου, ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι ο ήχος που εκπέμπεται από τη χορδή είναι σχεδόν μη ακούγεται στα αυτιά μας, αυτό οφείλεται στο πάχος της. Το επίπεδο της χορδής είναι τόσο μικρό που οι διακυμάνσεις στο μέσο αέρα δεν επαρκούν για να διεγείρουν το τύμπανο και τις ακουστικές αισθήσεις. Για να είναι ακουστός ο ήχος της χορδής, χρειάζεται ένα αντηχείο σημαντικού μεγέθους, το οποίο παρέχει στη χορδή ένα μεγάλο επίπεδο, αυξάνοντας έτσι την ένταση του ήχου. Η συχνότητα του ήχου μιας χορδής καθορίζεται από το μήκος της· είναι η φυσική συχνότητα διέγερσής της. Εάν υπάρχουν μηχανισμοί και συσκευές που μπορούν να κοντύνουν μια χορδή (τάστα σε κιθάρα, έκκεντρα σε άρπα) κατά ένα συγκεκριμένο τμήμα, καθίσταται δυνατή η αλλαγή της συχνότητας της διέγερσής της (παραδείγματα).
Αρχικά, ας κοιτάξουμε στο λεξικό και ας δούμε τους ορισμούς αυτών των λέξεων εκεί.
Ήχος- ό,τι ακούει το αυτί, που έρχεται στο αυτί. Ή πιο λεπτομερή - αυτό που ακούγεται γίνεται αντιληπτό από το αυτί: ένα φυσικό φαινόμενο που προκαλείται από τις ταλαντευτικές κινήσεις σωματιδίων αέρα ή άλλου μέσου. Ο ήχος, με την ευρεία έννοια, είναι η ταλαντωτική κίνηση των σωματιδίων ενός ελαστικού μέσου, που διαδίδονται με τη μορφή κυμάτων σε ένα αέριο, υγρό ή στερεό μέσο.
Θόρυβος- αυτοί είναι ήχοι που έχουν συγχωνευθεί σε έναν ασύμφωνο (συνήθως δυνατό) ήχο. Ή, πιο συγκεκριμένα, τυχαίες διακυμάνσεις ποικίλης φυσικής φύσης, που χαρακτηρίζονται από την πολυπλοκότητα της χρονικής και φασματικής δομής.
Δόνηση— μηχανικές δονήσεις ελαστικού σώματος. τρέμουλο. Η λέξη προέρχεται από τα λατινικά Δόνηση» - διακύμανση, τρέμουλο.
Η επιστήμη της ακουστικής είναι η μελέτη των ήχων. Η ακουστική είναι ένας από τους τομείς της φυσικής (μηχανικής) που μελετά τις ελαστικές δονήσεις και τα κύματα από τις χαμηλότερες (υπό όρους από 0 Hz) έως τις υψηλές συχνότητες.
Το ανθρώπινο αυτί αντιλαμβάνεται ένα ορισμένο εύρος δονήσεων - συνήθως από 16 πριν 20 000 δονήσεις ανά δευτερόλεπτο. Μία ταλάντωση ανά δευτερόλεπτο ονομάζεται Hertz και συντομεύεται ως Hz. Οι δονήσεις υψηλότερης συχνότητας ονομάζονται υπέρηχοι, χαμηλότερη συχνότητα - υπέρηχοι.
Χαρακτηριστικά ήχου:
μήκος κύματος (περίοδος, Τ) και πλάτος (Α)
Δεδομένου ότι ο ήχος είναι κύμα, χαρακτηρίζεται από δύο κύρια μεγέθη: το μήκος κύματος (περίοδος ταλάντωσης) και το πλάτος. Πλάτος - η μέγιστη τιμή της μετατόπισης ή της αλλαγής μιας μεταβλητής από τη μέση τιμή κατά την ταλαντωτική ή κυματική κίνηση. Το αντίστροφο της περιόδου ονομάζεται συχνότητα (Hz). Ο ίδιος ο ήχος χαρακτηρίζεται επίσης από την ταχύτητα διάδοσης, η οποία εξαρτάται από το μέσο στο οποίο διαδίδεται η ελαστική δόνηση. Για παράδειγμα:
Σχέση ακοής και πίεσης
συχνότητα και ένταση
Όπως έχουμε ήδη πει, ένα άτομο μπορεί ιδανικά να αντιληφθεί ήχο με συχνότητα από 16 έως 20.000 Hz. Ωστόσο, η ίδια η συχνότητα του ήχου δεν μας δίνει την ευκαιρία να εκτιμήσουμε πόσο ασφαλής είναι για τον άνθρωπο. Η συχνότητα του ήχου υποδηλώνει τη θεωρητική δυνατότητα να ακούσουμε έναν τέτοιο ήχο, αλλά πρακτικά το αν τον ακούμε ή όχι εξαρτάται από το πλάτος. Ο λογάριθμος του πλάτους μετριέται σε ντεσιμπέλ (dB). Ένα ντεσιμπέλ είναι ένα σχετικό μέτρο του πόσο έχει αυξηθεί ή μειωθεί η ένταση ενός ήχου.
Η ένταση είναι η φαινομενική ισχύς ενός ήχου και μετριέται σε ντεσιμπέλ. Η εξάρτηση της έντασης από το επίπεδο ηχητικής πίεσης (και την ένταση του ήχου) είναι μια καθαρά μη γραμμική καμπύλη, έχει λογαριθμικό χαρακτήρα. Όταν το επίπεδο ηχητικής πίεσης αυξηθεί κατά 10 dB, η ένταση του ήχου θα αυξηθεί κατά 2 φορές.
Ποια επίπεδα όγκου συναντάμε στη ζωή μας;
Ήχος |
Ηχηρότητα, dB |
Σιωπή (ειδική αίθουσα) |
|
Ένας ήσυχος ψίθυρος, το τικ ενός ρολογιού |
|
Το θρόισμα των φύλλων, το χτύπημα του ρολογιού, ο κανόνας για τους χώρους διαμονής |
|
Εξοχή εκτός δρόμου, βιβλιοθήκη |
|
Ήσυχη κατοικημένη περιοχή, πάρκο, ήσυχη συνομιλία |
|
Μέτριας έντασης συνομιλία, ήσυχος δρόμος, ήσυχο γραφείο |
|
Κανονική συνομιλία στο 1μ, ο κανόνας για τα γραφεία |
|
Πολυσύχναστος δρόμος, τηλέφωνο |
|
Δυνατό ξυπνητήρι, θόρυβος φορτηγών ή μοτοσικλετών |
|
Δυνατή κραυγή, τζάκαμ, φορτηγό βαγόνι σε απόσταση 7μ |
|
Τρένο μετρό, πιστολάκι μαλλιών, σιδηρουργείο, πολύ θορυβώδες εργοστάσιο |
|
Ροκ μουσική, κραυγές παιδιού, ελικόπτερο, τρακτέρ σε απόσταση 1μ |
|
Κατώφλι πόνου, κοντά βροντή, βουβουζέλα σε απόσταση 1μ |
|
Τραυματισμός στο εσωτερικό του αυτιού, μάξιμουμ σε μια ροκ συναυλία |
|
Μώλωπες, τραύμα, πιθανή ρήξη τυμπάνου |
|
Καταπληξία, τραύμα, ρήξη τυμπάνου |
|
Πιθανή ρήξη πνεύμονα, πιθανός θάνατος |
|
Μέγιστη. πίεση του κρουστικού κύματος αέρα κατά την έκρηξη τρινιτροτολουολίου |
|
Η μέγιστη πίεση ενός κρουστικού κύματος αέρα κατά τη διάρκεια μιας πυρηνικής έκρηξης |
|
Πίεση σε ένα πυρηνικό φορτίο τη στιγμή μιας πυρηνικής έκρηξης |
Οι θόρυβοι στα σπίτια μας (κατοικίες) μπορεί να προκύψουν για διάφορους λόγους. Ανάλογα με την πηγή του θορύβου, χωρίζονται σε κρουστικά, αέρινα, δομικά και ακουστικά.
Τύποι θορύβου (ήχοι):
Ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του ανέμου με διάφορες κατασκευές, εάν οι ρυθμοί ροής είναι πολύ υψηλοί και οι εγκάρσιες διαστάσεις των σωμάτων στη ροή είναι μικρές, σχηματίζονται υπερηχητικές δονήσεις και εάν οι ρυθμοί ροής είναι χαμηλοί και οι εγκάρσιες διαστάσεις είναι μεγάλοι, σχηματίζονται υπόηχοι. Για παράδειγμα, όταν ρέουν γύρω από κορμούς δέντρων, τηλεγραφικούς στύλους, μεταλλικά ζευκτά, εξοπλισμό πλοίων, τα τελευταία θα εκπέμπουν υπέρηχους.
Το τρέχον SanPiN 2.1.2.2801-10 «Αλλαγές και προσθήκες No. 1 στο SanPiN 2.1.2.2645-10 «Υγειονομικές και επιδημιολογικές απαιτήσεις για τις συνθήκες διαβίωσης σε κτίρια και χώρους κατοικιών» περιέχει τα ακόλουθα πρότυπα για οικιστικούς χώρους:
Επιτρεπόμενα επίπεδα θορύβου σε οικιστικούς χώρους
Όνομα εγκαταστάσεων, περιοχές |
Ώρες της ημέρας |
Επίπεδα ηχητικής πίεσης, dB, σε συχνότητες οκτάβας |
||||||||
Σαλόνια διαμερισμάτων |
7-23 ώρες |
|||||||||
23-7 η ώρα |
||||||||||
Εδάφη που γειτνιάζουν άμεσα με κτίρια κατοικιών |
7-23 ώρες |
|||||||||
23-7 η ώρα |
||||||||||
