Υπάρχουν πολλοί άνθρωποι γύρω μας πηγές ήχου:μουσικά και τεχνικά όργανα, ανθρώπινες φωνητικές χορδές, θαλάσσια κύματα, άνεμος και άλλα. Ήχος ή, με άλλα λόγια, ηχητικά κύματα– πρόκειται για μηχανικές δονήσεις του μέσου με συχνότητες 16 Hz – 20 kHz(βλ. § 11-α).
Ας αναλογιστούμε την εμπειρία. Τοποθετώντας το ξυπνητήρι σε ένα μαξιλάρι κάτω από το κουδούνι της αντλίας αέρα, θα παρατηρήσουμε ότι το τικ θα γίνει πιο ήσυχο, αλλά θα εξακολουθεί να ακούγεται. Έχοντας αντλήσει τον αέρα κάτω από το κουδούνι, θα σταματήσουμε να ακούμε καθόλου τον ήχο. Αυτό το πείραμα επιβεβαιώνει ότι ο ήχος ταξιδεύει μέσω του αέρα και δεν ταξιδεύει στο κενό.
Η ταχύτητα του ήχου στον αέρα είναι σχετικά υψηλή: κυμαίνεται από 300 m/s στους –50°С έως 360 m/s στους +50°С. Αυτή είναι 1,5 φορές μεγαλύτερη από την ταχύτητα των επιβατικών αεροσκαφών. Ο ήχος ταξιδεύει πολύ πιο γρήγορα στα υγρά και ακόμα πιο γρήγορα στα στερεά. Σε μια χαλύβδινη ράγα, για παράδειγμα, η ταχύτητα του ήχου είναι » 5000 m/s.
Ρίξτε μια ματιά στα γραφήματα των διακυμάνσεων της πίεσης του αέρα στο στόμα ενός ατόμου που τραγουδά τους ήχους "A" και "O". Όπως μπορείτε να δείτε, οι δονήσεις είναι πολύπλοκες, αποτελούμενες από αρκετούς κραδασμούς που υπερτίθενται ο ένας στον άλλο. Ταυτόχρονα, ευδιάκριτα κύριες διακυμάνσεις,η συχνότητα του οποίου είναι σχεδόν ανεξάρτητη από τον προφορικό ήχο. Για μια ανδρική φωνή αυτό είναι περίπου 200 Hz, για μια γυναικεία φωνή - 300 Hz.
l max = 360 m/s: 200 Hz » 2 m, l min = 300 m/s: 300 Hz » 1 m.
Έτσι, το ηχητικό μήκος κύματος της φωνής εξαρτάται από τη θερμοκρασία του αέρα και τη θεμελιώδη συχνότητα της φωνής. Ανακαλώντας τις γνώσεις μας για την περίθλαση, θα καταλάβουμε γιατί οι φωνές των ανθρώπων ακούγονται στο δάσος, ακόμα κι αν είναι μπλοκαρισμένες από δέντρα: ήχοι με μήκη κύματος 1–2 m κάμπτονται εύκολα γύρω από κορμούς δέντρων με διάμετρο μικρότερη από ένα μέτρο.
Ας κάνουμε ένα πείραμα που επιβεβαιώνει ότι οι πηγές του ήχου είναι πράγματι ταλαντευόμενα σώματα.
Ας πάρουμε τη συσκευή πιρούνι– μεταλλική σφεντόνα τοποθετημένη σε κουτί χωρίς μπροστινό τοίχο για καλύτερη ακτινοβολία ηχητικών κυμάτων. Εάν χτυπήσετε τις άκρες της σφεντόνας ενός πιρουνιού συντονισμού με ένα σφυρί, θα παράγει έναν "καθαρό" ήχο που ονομάζεται μουσικός τόνος(για παράδειγμα, η νότα «Α» της πρώτης οκτάβας με συχνότητα 440 Hz). Ας μετακινήσουμε ένα ηχητικό πιρούνι συντονισμού προς μια ελαφριά μπάλα σε μια χορδή και θα αναπηδήσει αμέσως στο πλάι. Αυτό συμβαίνει ακριβώς λόγω των συχνών κραδασμών των άκρων της σφεντόνας του πιρουνιού συντονισμού.
Οι λόγοι από τους οποίους εξαρτάται η συχνότητα δόνησης ενός σώματος είναι η ελαστικότητα και το μέγεθός του.Όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος του σώματος, τόσο μικρότερη είναι η συχνότητα. Επομένως, για παράδειγμα, οι ελέφαντες με μεγάλες φωνητικές χορδές εκπέμπουν ήχους χαμηλής συχνότητας (μπάσα) και τα ποντίκια, των οποίων οι φωνητικές χορδές είναι πολύ μικρότερες, εκπέμπουν ήχους υψηλής συχνότητας (τρίξιμο).
Όχι μόνο το πώς θα ακούγεται το σώμα, αλλά και το πώς θα συλλάβει ήχους και θα ανταποκριθεί σε αυτούς εξαρτάται από την ελαστικότητα και το μέγεθος. Το φαινόμενο της απότομης αύξησης του πλάτους των ταλαντώσεων όταν η συχνότητα συμπίπτει εξωτερική επιρροήμε τη φυσική συχνότητα του σώματος ονομάζεται αντήχηση (Λατ. «εύλογα» - απαντώ). Ας κάνουμε ένα πείραμα για να παρατηρήσουμε τον συντονισμό.
Ας τοποθετήσουμε δύο πανομοιότυπα πιρούνια συντονισμού δίπλα-δίπλα, στρέφοντάς τα το ένα προς το άλλο σε εκείνες τις πλευρές των κουτιών όπου δεν υπάρχουν τοίχοι. Ας χτυπήσουμε το αριστερό πιρούνι συντονισμού με ένα σφυρί. Σε ένα δευτερόλεπτο θα το πνίξουμε με τα χέρια μας. Θα ακούσουμε τον ήχο του δεύτερου κουρδίσματος, το οποίο δεν χτυπήσαμε. Λένε ότι το σωστό πιρούνι συντονισμού αντηχεί,δηλαδή συλλαμβάνει την ενέργεια των ηχητικών κυμάτων από την αριστερή διχάλα συντονισμού, με αποτέλεσμα να αυξάνει το πλάτος των δικών του δονήσεων.
Ο ήχος προκαλείται από μηχανικούς κραδασμούς σε ελαστικά μέσα και σώματα, οι συχνότητες των οποίων βρίσκονται στην περιοχή από 20 Hz έως 20 kHz και τις οποίες μπορεί να αντιληφθεί το ανθρώπινο αυτί.
Κατά συνέπεια, αυτή η μηχανική δόνηση με τις υποδεικνυόμενες συχνότητες ονομάζεται ήχος και ακουστική. Οι μη ακουστές μηχανικές δονήσεις με συχνότητες κάτω από το εύρος του ήχου ονομάζονται υπέρηχοι και με συχνότητες πάνω από το εύρος ήχου ονομάζονται υπερήχοι.
Εάν ένα ηχητικό σώμα, για παράδειγμα ένα ηλεκτρικό κουδούνι, τοποθετηθεί κάτω από το κουδούνι μιας αντλίας αέρα, τότε καθώς ο αέρας αντλείται προς τα έξω, ο ήχος θα γίνεται όλο και πιο αδύναμος και τελικά θα σταματήσει εντελώς. Η μετάδοση των κραδασμών από το ηχητικό σώμα γίνεται μέσω του αέρα. Ας σημειώσουμε ότι κατά τις ταλαντώσεις του, το ηχητικό σώμα συμπιέζει εναλλάξ τον αέρα που βρίσκεται δίπλα στην επιφάνεια του σώματος και, αντίθετα, δημιουργεί κενό σε αυτό το στρώμα. Έτσι, η διάδοση του ήχου στον αέρα ξεκινά με διακυμάνσεις στην πυκνότητα του αέρα στην επιφάνεια του δονούμενου σώματος.
Μουσικός τόνος. Όγκος και ύψος
Ο ήχος που ακούμε όταν η πηγή του εκτελεί μια αρμονική ταλάντωση ονομάζεται μουσικός τόνος ή, εν συντομία, τόνος.
Σε οποιονδήποτε μουσικό τόνο μπορούμε να διακρίνουμε δύο ιδιότητες με το αυτί: την ένταση και τον τόνο.
Οι απλούστερες παρατηρήσεις μας πείθουν ότι οι τόνοι οποιουδήποτε τόνου καθορίζονται από το πλάτος των δονήσεων. Ο ήχος ενός πιρουνιού συντονισμού σταδιακά εξασθενεί αφού το χτυπήσετε. Αυτό συμβαίνει μαζί με την απόσβεση των ταλαντώσεων, δηλ. με μείωση του πλάτους τους. Χτυπώντας το πιρούνι συντονισμού πιο δυνατά, δηλ. Δίνοντας στους κραδασμούς μεγαλύτερο πλάτος, θα ακούσουμε έναν πιο δυνατό ήχο παρά με ένα αδύναμο χτύπημα. Το ίδιο μπορεί να παρατηρηθεί με μια χορδή και γενικά με οποιαδήποτε πηγή ήχου.
Εάν πάρουμε πολλά πιρούνια συντονισμού διαφορετικών μεγεθών, δεν θα είναι δύσκολο να τα τακτοποιήσουμε με το αυτί κατά σειρά αύξησης του τόνου. Έτσι, θα βρίσκονται σε μέγεθος: το μεγαλύτερο πιρούνι συντονισμού δίνει τα περισσότερα χαμηλός ήχος, ο μικρότερος είναι ο υψηλότερος ήχος. Έτσι, το ύψος ενός τόνου καθορίζεται από τη συχνότητα της δόνησης. Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα και, επομένως, όσο μικρότερη είναι η περίοδος ταλάντωσης, τόσο υψηλότερος είναι ο ήχος που ακούμε.
Ακουστική συνήχηση
Φαινόμενα συντονισμού μπορούν να παρατηρηθούν σε μηχανικές δονήσεις οποιασδήποτε συχνότητας, ιδιαίτερα σε ηχητικές δονήσεις.
Ας τοποθετήσουμε δύο πανομοιότυπα πιρούνια συντονισμού το ένα δίπλα στο άλλο, με τις τρύπες των κιβωτίων στα οποία είναι τοποθετημένα αντικριστά. Τα κουτιά χρειάζονται γιατί ενισχύουν τον ήχο των πιρουνιών συντονισμού. Αυτό συμβαίνει λόγω του συντονισμού μεταξύ του πιρουνιού συντονισμού και των στηλών αέρα που περικλείονται στο κουτί. ως εκ τούτου τα κουτιά ονομάζονται συντονιστές ή αντηχητικά κουτιά.
Ας χτυπήσουμε ένα από τα πιρούνια συντονισμού και στη συνέχεια το φιμώσουμε με τα δάχτυλά μας. Θα ακούσουμε πώς ακούγεται το δεύτερο πιρούνι συντονισμού.
Ας πάρουμε δύο διαφορετικά πιρούνια συντονισμού, δηλ. με διαφορετικούς τόνους και επαναλάβετε το πείραμα. Τώρα κάθε ένα από τα πιρούνια συντονισμού δεν θα ανταποκρίνεται πλέον στον ήχο ενός άλλου πιρουνιού συντονισμού.
Δεν είναι δύσκολο να εξηγηθεί αυτό το αποτέλεσμα. Οι κραδασμοί ενός πιρουνιού συντονισμού ενεργούν μέσω του αέρα με κάποια δύναμη στο δεύτερο πιρούνι συντονισμού, αναγκάζοντάς το να εκτελεί τους εξαναγκασμένους κραδασμούς του. Εφόσον η διχάλα συντονισμού 1 εκτελεί μια αρμονική ταλάντωση, η δύναμη που επενεργεί στη διχάλα συντονισμού 2 θα αλλάξει σύμφωνα με το νόμο της αρμονικής ταλάντωσης με τη συχνότητα της διχάλας συντονισμού 1. Εάν η συχνότητα της δύναμης είναι διαφορετική, τότε οι εξαναγκασμένες ταλαντώσεις θα είναι τόσο αδύναμες ότι δεν θα τους ακούσουμε.
Θόρυβοι
Ακούμε έναν μουσικό ήχο (νότα) όταν η δόνηση είναι περιοδική. Για παράδειγμα, αυτού του είδους ο ήχος παράγεται από μια χορδή πιάνου. Εάν πατήσετε πολλά πλήκτρα ταυτόχρονα, π.χ. κάντε πολλές νότες να ακούγονται, τότε η αίσθηση του μουσικού ήχου θα παραμείνει, αλλά η διαφορά μεταξύ των συμφώνων (ευχάριστων στο αυτί) και των παράφωνων (δυσάρεστων) νότες θα εμφανιστεί ξεκάθαρα. Αποδεικνύεται ότι εκείνες οι νότες των οποίων οι τελείες είναι σε αναλογία μικρών αριθμών είναι σύμφωνες. Για παράδειγμα, η συμφωνία προκύπτει με αναλογία περιόδου 2:3 (πέμπτο), 3:4 (κβάντα), 4:5 (μείζον τρίτο) κ.λπ. Εάν οι περίοδοι συσχετίζονται ως μεγάλοι αριθμοί, για παράδειγμα 19:23, τότε το αποτέλεσμα είναι παραφωνία - ένας μουσικός, αλλά δυσάρεστος ήχος. Θα απομακρυνθούμε ακόμη περισσότερο από την περιοδικότητα των ταλαντώσεων αν χτυπήσουμε πολλά πλήκτρα ταυτόχρονα. Ο ήχος θα είναι ήδη σαν θόρυβος.
Ο θόρυβος χαρακτηρίζεται από μια έντονη μη περιοδικότητα του σχήματος ταλάντωσης: είτε πρόκειται για μεγάλη ταλάντωση, αλλά πολύ περίπλοκο σε σχήμα (σφύριγμα, τρίξιμο), είτε μεμονωμένες εκπομπές (κλικ, χτυπήματα). Από αυτή την άποψη, οι θόρυβοι θα πρέπει να περιλαμβάνουν και ήχους που εκφράζονται από σύμφωνα (σφύριγμα, χειλικό κ.λπ.).
Σε όλες τις περιπτώσεις, οι δονήσεις θορύβου αποτελούνται από έναν τεράστιο αριθμό αρμονικών δονήσεων με διαφορετικές συχνότητες.
Έτσι, το φάσμα μιας αρμονικής δόνησης αποτελείται από μία μόνο συχνότητα. Για μια περιοδική ταλάντωση, το φάσμα αποτελείται από ένα σύνολο συχνοτήτων - την κύρια και τα πολλαπλάσια της. Στα σύμφωνα σύμφωνα έχουμε ένα φάσμα που αποτελείται από πολλά τέτοια σύνολα συχνοτήτων, με τα κυριότερα να σχετίζονται ως μικροί ακέραιοι. Σε παράφωνες συμφωνίες, οι θεμελιώδεις συχνότητες δεν βρίσκονται πλέον σε τόσο απλές σχέσεις. Όσο περισσότερες διαφορετικές συχνότητες υπάρχουν στο φάσμα, τόσο πιο κοντά ερχόμαστε στο θόρυβο. Οι τυπικοί θόρυβοι έχουν φάσματα στα οποία υπάρχουν εξαιρετικά πολλές συχνότητες.
Με τη βοήθεια αυτού του μαθήματος βίντεο μπορείτε να μελετήσετε το θέμα «Πηγές ήχου. Ηχητικές δονήσεις. Βήμα, χροιά, ένταση». Σε αυτό το μάθημα θα μάθετε τι είναι ο ήχος. Θα εξετάσουμε επίσης το εύρος των ηχητικών δονήσεων που γίνονται αντιληπτές από την ανθρώπινη ακοή. Ας προσδιορίσουμε ποια μπορεί να είναι η πηγή του ήχου και ποιες συνθήκες είναι απαραίτητες για την εμφάνισή του. Θα μελετήσουμε επίσης χαρακτηριστικά ήχου όπως το ύψος, η χροιά και η ένταση.
Το θέμα του μαθήματος είναι αφιερωμένο στις ηχητικές πηγές και τις ηχητικές δονήσεις. Θα μιλήσουμε επίσης για τα χαρακτηριστικά του ήχου - ύψος, ένταση και χροιά. Πριν μιλήσουμε για ήχο, για ηχητικά κύματα, ας θυμηθούμε ότι τα μηχανικά κύματα διαδίδονται σε ελαστικά μέσα. Το τμήμα των διαμήκων μηχανικών κυμάτων που γίνεται αντιληπτό από τα ανθρώπινα όργανα ακοής ονομάζεται ηχητικά κύματα. Ο ήχος είναι τα μηχανικά κύματα που γίνονται αντιληπτά από τα ανθρώπινα όργανα ακοής και προκαλούν ηχητικές αισθήσεις .
Τα πειράματα δείχνουν ότι το ανθρώπινο αυτί και τα όργανα ακοής αντιλαμβάνονται δονήσεις με συχνότητες από 16 Hz έως 20.000 Hz. Είναι αυτό το εύρος που ονομάζουμε ήχο. Φυσικά, υπάρχουν κύματα των οποίων η συχνότητα είναι μικρότερη από 16 Hz (υπέρηχος) και μεγαλύτερη από 20.000 Hz (υπερήχος). Αλλά αυτό το εύρος, αυτά τα τμήματα δεν γίνονται αντιληπτά από το ανθρώπινο αυτί.
Ρύζι. 1. Εύρος ακοής του ανθρώπινου αυτιού
Όπως είπαμε, οι περιοχές του υπέρηχου και του υπερήχου δεν γίνονται αντιληπτές από τα ανθρώπινα όργανα ακοής. Αν και μπορούν να γίνουν αντιληπτά, για παράδειγμα, από ορισμένα ζώα και έντομα.
Τι έγινε; Πηγές ήχου μπορεί να είναι οποιοδήποτε σώμα με το οποίο δονείται συχνότητα ήχου(από 16 έως 20000 Hz)
Ρύζι. 2. Ένας ταλαντούμενος χάρακας σφιγμένος σε μέγγενη μπορεί να είναι πηγή ήχου.
Ας στραφούμε στην εμπειρία και ας δούμε πώς σχηματίζεται ένα ηχητικό κύμα. Για να γίνει αυτό χρειαζόμαστε έναν μεταλλικό χάρακα, τον οποίο θα σφίξουμε σε μέγγενη. Τώρα, όταν ενεργούμε στον χάρακα, θα μπορούμε να παρατηρούμε δονήσεις, αλλά δεν θα ακούμε κανέναν ήχο. Κι όμως δημιουργείται ένα μηχανικό κύμα γύρω από τον χάρακα. Λάβετε υπόψη ότι όταν ο χάρακας μετακινείται προς τη μία πλευρά, σχηματίζεται εδώ μια σφράγιση αέρα. Στην άλλη κατεύθυνση υπάρχει και σφραγίδα. Μεταξύ αυτών των σφραγίδων σχηματίζεται κενό αέρα. Διαμήκη κύμα -Αυτό είναι ένα ηχητικό κύμα που αποτελείται από συμπίεση και αραίωση αέρα. Η συχνότητα ταλάντωσης του χάρακα σε αυτή την περίπτωση είναι μικρότερη από τη συχνότητα του ήχου, οπότε δεν ακούμε αυτό το κύμα, αυτόν τον ήχο. Με βάση την εμπειρία που μόλις παρατηρήσαμε, στα τέλη του 18ου αιώνα, δημιουργήθηκε μια συσκευή που ονομάζεται πιρούνι συντονισμού.
Ρύζι. 3. Διάδοση των διαμήκων ηχητικών κυμάτων από μια διχάλα συντονισμού
Όπως είδαμε, ο ήχος εμφανίζεται ως αποτέλεσμα των δονήσεων ενός σώματος με συχνότητα ήχου. Τα ηχητικά κύματα διαδίδονται προς όλες τις κατευθύνσεις. Πρέπει να υπάρχει ένα μέσο μεταξύ του ανθρώπινου ακουστικού βαρηκοΐας και της πηγής των ηχητικών κυμάτων. Αυτό το μέσο μπορεί να είναι αέριο, υγρό ή στερεό, αλλά πρέπει να είναι σωματίδια ικανά να μεταδίδουν κραδασμούς. Η διαδικασία μετάδοσης ηχητικών κυμάτων πρέπει απαραίτητα να συμβαίνει όπου υπάρχει ύλη. Αν δεν υπάρχει ουσία, δεν θα ακούσουμε ήχο.
Για να υπάρχει ήχος χρειάζεστε:
1. Πηγή ήχου
2. Τετάρτη
3. Ακουστικό βαρηκοΐας
4. Συχνότητα 16-20000Hz
5. Ένταση
Τώρα ας προχωρήσουμε στη συζήτηση των χαρακτηριστικών ήχου. Το πρώτο είναι το γήπεδο. Ύψος ήχου -χαρακτηριστικό που καθορίζεται από τη συχνότητα των ταλαντώσεων. Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα του σώματος που παράγει δονήσεις, τόσο υψηλότερος θα είναι ο ήχος. Ας δούμε ξανά τον κυβερνήτη που κρατιέται σε μέγγενη. Όπως έχουμε ήδη πει, είδαμε δονήσεις, αλλά δεν ακούσαμε ήχο. Αν τώρα κάνουμε το μήκος του χάρακα μικρότερο, θα ακούσουμε τον ήχο, αλλά θα είναι πολύ πιο δύσκολο να δούμε τους κραδασμούς. Κοιτάξτε τη γραμμή. Αν ενεργήσουμε σε αυτό τώρα, δεν θα ακούσουμε ήχο, αλλά θα παρατηρήσουμε δονήσεις. Αν κοντύνουμε τον χάρακα, θα ακούσουμε έναν ήχο συγκεκριμένου ύψους. Μπορούμε να κάνουμε το μήκος του χάρακα ακόμα μικρότερο, τότε θα ακούσουμε έναν ήχο ακόμη υψηλότερου βήματος (συχνότητα). Μπορούμε να παρατηρήσουμε το ίδιο πράγμα με τα πιρούνια συντονισμού. Εάν πάρουμε ένα μεγάλο πιρούνι συντονισμού (που ονομάζεται επίσης πιρούνι επίδειξης) και χτυπήσουμε τα πόδια ενός τέτοιου κουρδίσματος, μπορούμε να παρατηρήσουμε τη δόνηση, αλλά δεν θα ακούσουμε τον ήχο. Αν πάρουμε ένα άλλο πιρούνι συντονισμού, τότε όταν το χτυπήσουμε θα ακούσουμε έναν συγκεκριμένο ήχο. Και το επόμενο κουρδιστήρι, ένα πραγματικό κουρδιστήρι, που χρησιμοποιείται για τον συντονισμό μουσικών οργάνων. Βγάζει έναν ήχο που αντιστοιχεί στη νότα Α, ή, όπως λένε επίσης, 440 Hz.
Επόμενο χαρακτηριστικό- χροιά ήχου. Τέμποπου ονομάζεται ηχόχρωμα. Πώς μπορεί να απεικονιστεί αυτό το χαρακτηριστικό; Το timbre είναι η διαφορά μεταξύ δύο πανομοιότυπων ήχων που εκτελούνται από διαφορετικά μουσικά όργανα. Όλοι ξέρετε ότι έχουμε μόνο επτά σημειώσεις. Αν ακούσουμε την ίδια νότα Α να παίζει σε βιολί και σε πιάνο, μπορούμε να τα ξεχωρίσουμε. Μπορούμε αμέσως να πούμε ποιο όργανο δημιούργησε αυτόν τον ήχο. Είναι αυτό το χαρακτηριστικό - το χρώμα του ήχου - που χαρακτηρίζει τη χροιά. Πρέπει να ειπωθεί ότι η χροιά εξαρτάται από τις ηχητικές δονήσεις που αναπαράγονται, εκτός από τον θεμελιώδη τόνο. Το γεγονός είναι ότι οι αυθαίρετες ηχητικές δονήσεις είναι αρκετά περίπλοκες. Αποτελούνται από ένα σύνολο μεμονωμένων δονήσεων, λένε φάσμα δόνησης. Είναι η αναπαραγωγή πρόσθετων κραδασμών (υπερτόνων) που χαρακτηρίζει την ομορφιά του ήχου μιας συγκεκριμένης φωνής ή οργάνου. Τέμποείναι μια από τις κύριες και φωτεινότερες εκδηλώσεις του ήχου.
Ένα άλλο χαρακτηριστικό είναι ο όγκος. Η ένταση του ήχου εξαρτάται από το πλάτος των κραδασμών. Ας ρίξουμε μια ματιά και ας βεβαιωθούμε ότι η ένταση σχετίζεται με το πλάτος των κραδασμών. Λοιπόν, ας πάρουμε ένα πιρούνι συντονισμού. Ας κάνουμε τα εξής: αν χτυπήσετε αδύναμα το πιρούνι συντονισμού, το πλάτος των κραδασμών θα είναι μικρό και ο ήχος θα είναι ήσυχος. Εάν τώρα χτυπήσετε πιο δυνατά το πιρούνι συντονισμού, ο ήχος θα είναι πολύ πιο δυνατός. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το πλάτος των ταλαντώσεων θα είναι πολύ μεγαλύτερο. Η αντίληψη του ήχου είναι κάτι υποκειμενικό, εξαρτάται από το είδος του ακουστικού βαρηκοΐας που χρησιμοποιείται και από το πώς νιώθει ένας άνθρωπος.
Λίστα πρόσθετης βιβλιογραφίας:
Σου είναι τόσο οικείος ο ήχος; // Κβαντική. - 1992. - Αρ. 8. - Σ. 40-41. Kikoin A.K. Σχετικά με τους μουσικούς ήχους και τις πηγές τους // Quantum. - 1985. - Αρ. 9. - Σ. 26-28. Εγχειρίδιο στοιχειώδους φυσικής. Εκδ. Γ.Σ. Landsberg. Τ. 3. - Μ., 1974.
Πριν καταλάβετε ποιες πηγές ήχου υπάρχουν, σκεφτείτε τι είναι ο ήχος; Γνωρίζουμε ότι το φως είναι ακτινοβολία. Αντανακλώντας από αντικείμενα, αυτή η ακτινοβολία φτάνει στα μάτια μας και μπορούμε να τη δούμε. Η γεύση και η όσφρηση είναι μικρά σωματίδια των σωμάτων που γίνονται αντιληπτά από τους αντίστοιχους υποδοχείς μας. Τι είδους ζώο είναι αυτός ο ήχος;
Οι ήχοι μεταδίδονται μέσω του αέρα
Πιθανότατα έχετε δει πώς παίζεται η κιθάρα. Ίσως μπορείτε να το κάνετε μόνοι σας. Ένα άλλο σημαντικό πράγμα είναι ο ήχος που κάνουν οι χορδές σε μια κιθάρα όταν τις μαδάτε. Αυτό είναι σωστό. Αλλά αν μπορούσατε να τοποθετήσετε μια κιθάρα στο κενό και να κόψετε τις χορδές, θα εκπλαγείτε πολύ που η κιθάρα δεν θα έκανε ήχο.
Τέτοια πειράματα πραγματοποιήθηκαν με μεγάλη ποικιλία σωμάτων και το αποτέλεσμα ήταν πάντα το ίδιο: δεν ακουγόταν κανένας ήχος σε χώρο χωρίς αέρα. Το λογικό συμπέρασμα προκύπτει ότι ο ήχος μεταδίδεται μέσω του αέρα. Επομένως, ο ήχος είναι κάτι που συμβαίνει στα σωματίδια των ουσιών του αέρα και των σωμάτων που παράγουν ήχο.
Πηγές ήχου – ταλαντούμενα σώματα
Επόμενος. Ως αποτέλεσμα μιας μεγάλης ποικιλίας πολυάριθμων πειραμάτων, κατέστη δυνατό να διαπιστωθεί ότι ο ήχος προκύπτει λόγω της δόνησης των σωμάτων. Πηγές ήχου είναι σώματα που δονούνται. Αυτές οι δονήσεις μεταδίδονται από τα μόρια του αέρα και το αυτί μας, αντιλαμβανόμενος αυτές τις δονήσεις, τις ερμηνεύει σε αισθήσεις ήχου που καταλαβαίνουμε.
Δεν είναι δύσκολο να το ελέγξετε. Πάρτε ένα ποτήρι ή κρυστάλλινο κύπελλο και τοποθετήστε το στο τραπέζι. Χτυπήστε το ελαφρά με ένα μεταλλικό κουτάλι. Θα ακούσετε έναν μακρύ λεπτό ήχο. Τώρα αγγίξτε το ποτήρι με το χέρι σας και χτυπήστε ξανά. Ο ήχος θα αλλάξει και θα γίνει πολύ πιο κοντός.
Τώρα αφήστε πολλά άτομα να τυλίξουν τα χέρια τους γύρω από το ποτήρι όσο το δυνατόν πιο ολοκληρωμένα, μαζί με το στέλεχος, προσπαθώντας να μην αφήσουν ούτε μια ελεύθερη περιοχή, εκτός από ένα πολύ μικρό μέρος για να χτυπήσετε με ένα κουτάλι. Χτύπησε ξανά το ποτήρι. Δεν θα ακούσετε σχεδόν καθόλου ήχο, και αυτός που θα είναι θα είναι αδύναμος και πολύ σύντομος. Τι σημαίνει αυτό;
Στην πρώτη περίπτωση, μετά την πρόσκρουση, το γυαλί ταλαντώθηκε ελεύθερα, οι δονήσεις του μεταδόθηκαν μέσω του αέρα και έφτασαν στα αυτιά μας. Στη δεύτερη περίπτωση πλέονοι κραδασμοί απορροφήθηκαν από το χέρι μας και ο ήχος έγινε πολύ πιο σύντομος όσο μειώνονταν οι δονήσεις του σώματος. Στην τρίτη περίπτωση, σχεδόν όλες οι δονήσεις του σώματος απορροφήθηκαν αμέσως από τα χέρια όλων των συμμετεχόντων και το σώμα δονήθηκε ελάχιστα, και επομένως δεν έκανε σχεδόν κανένα ήχο.
Το ίδιο ισχύει για όλα τα άλλα πειράματα που μπορείτε να σκεφτείτε και να πραγματοποιήσετε. Οι δονήσεις των σωμάτων, που μεταδίδονται στα μόρια του αέρα, θα γίνονται αντιληπτοί από τα αυτιά μας και θα ερμηνεύονται από τον εγκέφαλο.
Ηχητικές δονήσεις διαφορετικών συχνοτήτων
Άρα ο ήχος είναι δόνηση. Οι πηγές ήχου μεταδίδουν ηχητικές δονήσεις μέσω του αέρα σε εμάς. Γιατί τότε δεν ακούμε όλες τις δονήσεις όλων των αντικειμένων; Επειδή οι δονήσεις έρχονται σε διαφορετικές συχνότητες.
Ο ήχος που αντιλαμβάνεται το ανθρώπινο αυτί είναι ηχητικές δονήσεις με συχνότητα περίπου 16 Hz έως 20 kHz. Τα παιδιά ακούν περισσότερο τους ήχους υψηλές συχνότητεςαπό τους ενήλικες, και το εύρος της αντίληψης των διαφορετικών έμβιων όντων γενικά ποικίλλει πολύ.
Τα αυτιά είναι ένα πολύ λεπτό και λεπτό όργανο που μας έχει δώσει η φύση, γι' αυτό θα πρέπει να το φροντίζουμε, αφού δεν υπάρχει υποκατάστατο ή ανάλογο στο ανθρώπινο σώμα.
Πριν καταλάβετε ποιες πηγές ήχου υπάρχουν, σκεφτείτε τι είναι ο ήχος; Γνωρίζουμε ότι το φως είναι ακτινοβολία. Αντανακλώντας από αντικείμενα, αυτή η ακτινοβολία φτάνει στα μάτια μας και μπορούμε να τη δούμε. Η γεύση και η όσφρηση είναι μικρά σωματίδια των σωμάτων που γίνονται αντιληπτά από τους αντίστοιχους υποδοχείς μας. Τι είδους ζώο είναι αυτός ο ήχος;
Οι ήχοι μεταδίδονται μέσω του αέρα
Πιθανότατα έχετε δει πώς παίζεται η κιθάρα. Ίσως μπορείτε να το κάνετε μόνοι σας. Ένα άλλο σημαντικό πράγμα είναι ο ήχος που κάνουν οι χορδές σε μια κιθάρα όταν τις μαδάτε. Αυτό είναι σωστό. Αλλά αν μπορούσατε να τοποθετήσετε μια κιθάρα στο κενό και να κόψετε τις χορδές, θα εκπλαγείτε πολύ που η κιθάρα δεν θα έκανε ήχο.
Τέτοια πειράματα πραγματοποιήθηκαν με μεγάλη ποικιλία σωμάτων και το αποτέλεσμα ήταν πάντα το ίδιο: δεν ακουγόταν κανένας ήχος σε χώρο χωρίς αέρα. Το λογικό συμπέρασμα προκύπτει ότι ο ήχος μεταδίδεται μέσω του αέρα. Επομένως, ο ήχος είναι κάτι που συμβαίνει στα σωματίδια των ουσιών του αέρα και των σωμάτων που παράγουν ήχο.
Πηγές ήχου – ταλαντούμενα σώματα
Επόμενος. Ως αποτέλεσμα μιας μεγάλης ποικιλίας πολυάριθμων πειραμάτων, κατέστη δυνατό να διαπιστωθεί ότι ο ήχος προκύπτει λόγω της δόνησης των σωμάτων. Πηγές ήχου είναι σώματα που δονούνται. Αυτές οι δονήσεις μεταδίδονται από τα μόρια του αέρα και το αυτί μας, αντιλαμβανόμενος αυτές τις δονήσεις, τις ερμηνεύει σε αισθήσεις ήχου που καταλαβαίνουμε.
Δεν είναι δύσκολο να το ελέγξετε. Πάρτε ένα ποτήρι ή κρυστάλλινο κύπελλο και τοποθετήστε το στο τραπέζι. Χτυπήστε το ελαφρά με ένα μεταλλικό κουτάλι. Θα ακούσετε έναν μακρύ λεπτό ήχο. Τώρα αγγίξτε το ποτήρι με το χέρι σας και χτυπήστε ξανά. Ο ήχος θα αλλάξει και θα γίνει πολύ πιο κοντός.
Τώρα αφήστε πολλά άτομα να τυλίξουν τα χέρια τους γύρω από το ποτήρι όσο το δυνατόν πιο ολοκληρωμένα, μαζί με το στέλεχος, προσπαθώντας να μην αφήσουν ούτε μια ελεύθερη περιοχή, εκτός από ένα πολύ μικρό μέρος για να χτυπήσετε με ένα κουτάλι. Χτύπησε ξανά το ποτήρι. Δεν θα ακούσετε σχεδόν καθόλου ήχο, και αυτός που θα είναι θα είναι αδύναμος και πολύ σύντομος. Τι σημαίνει αυτό;
Στην πρώτη περίπτωση, μετά την πρόσκρουση, το γυαλί ταλαντώθηκε ελεύθερα, οι δονήσεις του μεταδόθηκαν μέσω του αέρα και έφτασαν στα αυτιά μας. Στη δεύτερη περίπτωση, οι περισσότεροι κραδασμοί απορροφήθηκαν από το χέρι μας και ο ήχος έγινε πολύ πιο σύντομος όσο μειώνονταν οι δονήσεις του σώματος. Στην τρίτη περίπτωση, σχεδόν όλες οι δονήσεις του σώματος απορροφήθηκαν αμέσως από τα χέρια όλων των συμμετεχόντων και το σώμα δονήθηκε ελάχιστα, και επομένως δεν έκανε σχεδόν κανένα ήχο.
Το ίδιο ισχύει για όλα τα άλλα πειράματα που μπορείτε να σκεφτείτε και να πραγματοποιήσετε. Οι δονήσεις των σωμάτων, που μεταδίδονται στα μόρια του αέρα, θα γίνονται αντιληπτοί από τα αυτιά μας και θα ερμηνεύονται από τον εγκέφαλο.
Ηχητικές δονήσεις διαφορετικών συχνοτήτων
Άρα ο ήχος είναι δόνηση. Οι πηγές ήχου μεταδίδουν ηχητικές δονήσεις μέσω του αέρα σε εμάς. Γιατί τότε δεν ακούμε όλες τις δονήσεις όλων των αντικειμένων; Επειδή οι δονήσεις έρχονται σε διαφορετικές συχνότητες.
Ο ήχος που αντιλαμβάνεται το ανθρώπινο αυτί είναι ηχητικές δονήσεις με συχνότητα περίπου 16 Hz έως 20 kHz. Τα παιδιά ακούν ήχους υψηλότερων συχνοτήτων από τους ενήλικες και το εύρος της αντίληψης των διαφορετικών ζωντανών πλασμάτων γενικά ποικίλλει πολύ.
