ادراک ما از زیر و بمی صدا و سایر خصوصیات آن با ویژگی های موج آکوستیک تعیین می شود. اینها همان خصوصیاتی هستند که در هر موج مکانیکی ذاتی هستند، یعنی دوره، فرکانس، دامنه نوسانات. احساسات ذهنی صدا به طول و سرعت موج بستگی ندارد. در این مقاله به تجزیه و تحلیل فیزیک صدا خواهیم پرداخت. گام و تن صدا - چگونه تعیین می شوند؟ چرا برخی صداها را بلند و برخی دیگر را آرام درک می کنیم؟ پاسخ به این سوالات و سوالات دیگر در مقاله داده خواهد شد.
پیچ
چه چیزی قد را تعیین می کند؟ برای درک این موضوع، اجازه دهید یک آزمایش ساده انجام دهیم. بیایید یک خط کش بلند انعطاف پذیر، ترجیحاً آلومینیومی برداریم.
بیایید آن را روی میز فشار دهیم و لبه را به شدت فشار دهیم. بیایید با انگشت خود به لبه آزاد خط کش ضربه بزنید - می لرزد، اما حرکت آن بی صدا خواهد بود. حالا بیایید خط کش را به خود نزدیک کنیم تا قسمت کوچکتر آن از لبه میز بیرون بزند. بیا دوباره بزنیمخط كش. لبه آن بسیار سریعتر و با دامنه کمتری می لرزد و صدای مشخصی را خواهیم شنید. نتیجه می گیریم که برای ایجاد صدا، فرکانس نوسان باید حداقل مقدار معینی داشته باشد. حد پایین محدوده فرکانس صوتی 20 هرتز و حد بالایی 20000 هرتز است.
بیایید آزمایش را ادامه دهیم. لبه آزاد خط کش را بیشتر کوتاه کنید، دوباره آن را به حرکت در آورید. قابل توجه است که صدا تغییر کرده، بلندتر شده است. آزمایش چه چیزی را نشان می دهد؟ او وابستگی زیر و بمی صدا را به فرکانس و دامنه نوسانات منبع آن ثابت می کند.
حجم صدا
برای مطالعه بلندی صدا، از چنگال تنظیم استفاده می کنیم - ابزاری ویژه برای مطالعه خواص صدا. چنگال های تنظیم با طول پایه های مختلف وجود دارد. هنگام ضربه زدن با چکش لرزش دارند. چنگال‌های تنظیم بزرگ آهسته‌تر نوسان می‌کنند و صدای ضعیفی تولید می‌کنند. كوچك‌ها مرتباً ارتعاش مي‌كنند و از نظر گام متفاوت هستند.
بیایید چنگال تنظیم را بزنیم و گوش کنیم. صدا با گذشت زمان ضعیف می شود. چرا این اتفاق می افتد؟ حجم صدا به دلیل کاهش دامنه نوسان پاهای دستگاه کاهش می یابد. آنها به شدت ارتعاش نمی کنند، به این معنی که دامنه ارتعاشات مولکول های هوا نیز کاهش می یابد. هرچه پایین تر باشد، صدا آرام تر خواهد بود. این جمله برای صداهایی با فرکانس یکسان صادق است. معلوم شد که هم زیر و بم و هم حجم صدا به دامنه موج بستگی دارد.
درک صداهای حجم های مختلف
با توجه به مطالب بالا، به نظر می رسد که هر چه صدا بلندتر باشد، ما شفاف تر هستیمما می شنویم، تغییرات ظریف تر را می توانیم درک کنیم. این درست نیست. اگر بدنه با دامنه بسیار زیاد، اما فرکانس پایین، نوسان داشته باشد، چنین صدایی به خوبی قابل تشخیص نخواهد بود. واقعیت این است که در کل محدوده شنوایی (20-20 هزار هرتز)، گوش ما صداهای حدود 1 کیلوهرتز را به بهترین شکل تشخیص می دهد. شنوایی انسان بیشترین حساسیت را به این فرکانس ها دارد. چنین صداهایی به نظر ما بلندترین هستند. سیگنال‌های هشدار، آژیرها دقیقاً روی ۱ کیلوهرتز تنظیم می‌شوند.
سطح صدای صداهای مختلف
جدول صداهای رایج و بلندی آنها را بر حسب دسی بل نشان می دهد.
| نوع نویز | سطح صدا، دسی بل |
| تنفس آرام | 0 |
| نجوا، خش خش شاخ و برگ | 10 |
| تیک تاک ساعت در فاصله ۱ متری | 30 |
| مکالمه منظم | 45 |
| سر و صدا در فروشگاه، مکالمه در دفتر | 55 |
| صدای خیابان | 60 |
| گفتگوی بلند | 65 |
| صدای فروشگاه چاپ | 74 |
| خودرو | 77 |
| اتوبوس | 80 |
| ماشین ابزار مهندسی | 80 |
| فریاد بلند | 85 |
| موتور سیکلت با صدا خفه کن | 85 |
| تراش | 90 |
| کارخانه متالورژی | 99 |
| ارکستر، واگن مترو | 100 |
| ایستگاه کمپرسور | 100 |
| اره برقی | 105 |
| هلیکوپتر | 110 |
| تندر | 120 |
| موتور جت | 120 |
| پرچ کردن، برش فولاد (این حجم برابر با آستانه درد است) | 130 |
| هواپیما در حال پرتاب | 130 |
| پرتاب موشک (باعث شوک پوسته می شود) | 145 |
| صدای تفنگ ساچمه ای با کالیبر متوسط در نزدیکی پوزه (باعث جراحت می شود) | 150 |
| هواپیمای مافوق صوت (این حجم منجر به آسیب و شوک درد می شود) | 160 |
تیمبر
زیر و بم و بلندی صدا، همانطور که متوجه شدیم، با فرکانس و دامنه موج تعیین می شود. تایمبر مستقل از این خصوصیات است. بیایید دو منبع صدا را با یک سطح یکسان در نظر بگیریم تا بفهمیم چرا صدای آنها متفاوت است.
اولین ساز یک چنگال کوک با فرکانس 440 هرتز خواهد بود (این نت اکتاو اول است)، دومی - فلوت و سومی - گیتار. با آلات موسیقی، همان نتی را که چنگال کوک روی آن به صدا در می آید، بازتولید می کنیم. هر سه صدای یکسانی دارند، اما هنوز هم صداهای متفاوتی دارند، از نظر تن صدا متفاوت هستند. دلیل ش چیه؟ همه چیز در مورد ارتعاشات موج صوتی است. حرکتی که یک موج صوتی از صداهای پیچیده ایجاد می کند، نوسان غیر هارمونیک نامیده می شود. موج در نواحی مختلف با قدرت و فرکانس متفاوتی در نوسان است. به این اهنگ های اضافی که از نظر حجم و زیر و بم متفاوت هستند، اهنگ نامیده می شود.
تن و صدا را با هم اشتباه نگیرید. فیزیک صدا به گونه ای است که اگرموارد اضافی و بالاتر را با صدای اصلی "مخلوط" کنید، چیزی را به دست می آوریم که به آن تامبر می گویند. با حجم و تعداد تون ها تعیین می شود. فرکانس اهنگ ها مضربی از بسامد پایین ترین تن است، یعنی یک عدد صحیح چند برابر بیشتر است - 2، 3، 4، و غیره. ، و اهنگ‌ها بر روی صدا تأثیر می‌گذارند.
صداهایی هستند که به هیچ وجه حاوی توناژ نیستند، مانند چنگال تنظیم. اگر حرکت موج صوتی آن را روی یک نمودار به تصویر بکشید، یک موج سینوسی دریافت می کنید. این گونه ارتعاشات هارمونیک نامیده می شود. چنگال تنظیم فقط لحن اساسی را منتشر می کند. این صدا اغلب خسته کننده، بی رنگ نامیده می شود.
وقتی صدایی دارای توناژهای با فرکانس بالا است، تند می شود. رنگ های کم به صدا نرمی، مخملی می بخشد. هر یک از آلات موسیقی، صداها مجموعه ای از نوای خاص خود را دارد. این ترکیبی از لحن اساسی و تون است که صدایی منحصر به فرد می دهد، صدا را با طنین خاصی می بخشد.
