Fizica sunetului
În general, sunetul - este un val. Dar lumina - un val, și raze X, de asemenea. Ce le deosebește? Asta-i drept, frecvența!
Frecvența - numărul de vibrații (în acest caz, audio) pe unitatea de timp. Dacă ne interesează numărul de vibrații pe secundă, are sens pentru a măsura frecvența în Hertz.
Există surse specifice de sunet, care emit o singură frecvență, așa-numitul ton pur. Acesta Forks - dispozitive simple, care sunt curbate bare metaallicheskie pe picioare. Cu cât furcile de tuning, cea mai mică sunetul pe care îl emite atunci când a lovit pe acesta. Acestea sunt folosite pentru instrumente muzicale, în special ton siruri de caractere.
Până acum avem diferite sunete audibile - nu numai aceeași frecvență! În plus față de frecvența conceptelor utilizate în mod obișnuit, cum ar fi înălțimea sunetului, tonul, volumul. Fiecare dintre aceste evaluări foarte subiective îndeplinesc anumite caracteristici fizice ale undei sonore.
Să începem cu faptul că sunetul nu este doar un val, care, de exemplu, putem emite orice generator de sunet. De obicei, sunetul este un semnal complex, care este rezultatul suprapunerii mai multor valuri cu frecvențe diferite. Acest set se numește spectrul acustic.
Spectrum - aceasta este ceea ce frecvența unui sunet include. Aceste frecvențe diferă în numărul de herti (cicluri pe secundă).
Dacă unele dintre vibrațiile sonore prezente într-un anumit interval de frecvență, de exemplu de la 10-100 de Hz, un astfel de spectru se numește continuă. În natură, aceste sunete nu există.
În cazul în care spectrul de vibrații sonore este format din doar câteva frecvențe (subdimensiunile) din acest interval, este exclusă. Acest sunet este perceput cu mai mult sau mai puțin de o anumită înălțime. Acest sunet se numește ton. (Uneori, de un fel de muzicieni de compoziție disonante spun că este atonal - rădăcina cuvântului constă tocmai în fizică).
Terenul este determinat de cea mai mică frecvență a spectrului. Acesta este numit primar în acest spectru.
culoare de sunet, timbrul său, determină intensitatea conotațiile. Cu alte cuvinte, distingem o notă luată din notele de vioara, pianul luat. De ce? La urma urmei, fiecare notă - aceasta este doar un fel de rată fixă! Problema este în nuanțe - frecvențe care însoțesc frecvența fundamentală și sunt situate aproape de ea. Este de asemenea important intensitatea lor. crearea Artificial (generatoare), frecvența cu un anumit nivel, este posibil în laborator pentru a crea sunetul oricărui instrument muzical - de la flaute și terminând cu cimpoi scoțian. Acest fenomen are la bază un sunet Synth. Vezi cât de important este să cunoască natura sunetului!
Apropo, ceea ce este intensitatea? Sub intensă înțeleg valoarea medie în funcție de timp a densității de energie, care transportă unda sonoră. Wave trebuie să aibă o valoare minimă de intensitate (prag de auz), așa că noi toți am auzit-o.
Pragul auditiv este același lucru profund subiectivă și, în plus, este foarte dependentă de frecvența sunetului. Urechea umană cele mai sensibile la frecvențe joase. De aceea, atunci când vecinii din spatele peretelui redat muzica tare, va, din păcate, doar bass-ul ar putea fi auzit - deoarece acestea au cea mai scăzută rată.
Cel mai bun lucru pe care îl auzim frecvențe de la 20 Hz la 4,1 kHz. Cel mai rău dintre toate frecvențele sunt percepute în domeniul de 2 kHz. Pragul auzului este măsurată în wați / metru pătrat. În cazul în care intensitatea de ordinul de 1,10 W / m2 stabilește pragul de durere. Wave nu mai este percepută de urechea ca sunet. Ai observat vreodată că după ce a petrecut toată noaptea într-o discotecă, imediat după finalizarea acestuia ați auzit ceva timp mai rău? Acesta este tocmai pragul durerii, sau mai degrabă consecințele sale. Pragul de durere este, de asemenea, dependentă de frecvență. El cel mai mare în 1-2 kHz, cel mai mic în frecvențele superioare.
a evaluat Subiectiv volumul crește mai lent decât intensitatea undelor sonore. Dacă Matematic vorbind, intensitatea crește exponențial, iar arifmkticheskoy volum, adică liniar.
Cel mai slab sunet audibil, care a ajuns la timpanul aduce 1c. energie egală cu aproximativ 10 -16 J și cel mai tare sunet (motor racheta reactivă câțiva metri distanță) J-aproximativ 10 -4. Prin urmare, puterea este cel mai tare sunet este de aproximativ o mie de miliarde de ori mai mare decât cel mai slab. Dar acest lucru nu este volumul. Despre sunete, în general, nu se poate spune că unul dintre ei în două, trei, și chiar și cu atât mai mult în milioane sau miliarde de ori mai tare decât celălalt. Despre sunete de diferite grade de intensitate spun unul mai tare decât celălalt nu este atât de mult timp, și atât de multe unități. Volum de decibeli naazyvaetsya unitate (dB). De exemplu, frunzele fosnet volumul sunetului estimat 10 dB uman whisper-20 dB, zgomotul stradal, 70 dB. Volumul de zgomot de 130 dB a simțit pielea și provoacă senzația de durere. Despre volumul de zgomotul străzii, de exemplu, putem spune că este de 60 dB mai mare decât volumul de frunze rustling.
Cum de a calcula volumul? De exemplu, amplificatorul amplifică sunetul de 10.000 de ori. Câte l decibeli?
Este o formulă universală. Acesta este principalul echipament PA - oricare dintre acestea semnal nu este amplificat. L - volum în dB, I, I0 - intensitate amplificată și valori nominale, respectiv (în loc de valori de intensitate pot fi alimentate de tensiune, curent, putere etc.). Dacă schimbați numărătorul și numitorul, vom obține nici un câștig, și slăbirea semnalului nominal. Pentru noastre sarcină de 10.000 de ori - acest lucru va fi raportul I / I0. De aici:
Cât de mult efort ai nevoie să-și petreacă pentru a transforma simple vibratii ale aerului într-un sunet minunat! Maestre, face instrumente muzicale, a pus inimile lor și toată experiența acumulată de-a lungul anilor în crearea sa. Și ne putem minuna doar la modul în care acestea transformă undele aeriene obișnuite muzica mare!
Tehnologia modernă face posibilă pentru a simula foarte precis sunetul acestor instrumente. Sintetizatoare moderne includ peste 100 de „instrumente muzicale“ diferite: vioară, orgă, flaut, pian, violoncel, chitară, cobză. sunet de fidelitate sintetic depinde de precizia instrumentului care definește frecvența sunetului de bază și accente. Cele relativ ieftine tastaturi - copii, de exemplu, nu utilizează toate conotațiile și exactitatea cerințelor lor mici impuse. Sunetul este ascuțit, nu în viață. Bune piane electronice nu diferă în sunet de la real, în timp ce costul lor mult mai mici.
Pe fizica a sunetului și toate sunt bazate pe dispozitive electronice de radio pentru a procesa sunet: amplificatoare, mixere, egalizatoare. Sonore pe care le ia în considerare, ca tensiune, curent. Schimbarea de frecvență, de fază, amplitudine, și celelalte caracteristici, ele afectează undele sonore, amplificând vocea, schimbarea tonul ei, intensitate, smoală și alte caracteristici. În prezent, sunt disponibile mai multe plăci de sunet care vă permit să înregistreze audio de pe un hard disk a calculatorului și să lucreze pe ea în mod programatic. există un număr semnificativ de diferite programe de pe piață, dintre care multe sunt discutate în acest ghid.
După ce a ocupat de fizica sunetului, vei deveni ei înșiși mai bine natura sa reprezinte. Dispari frica superstițioasă a tehnicii. Vei simți creatorul. Aceasta carte va ajuta să obțineți făcut-o cât mai curând posibil!