Výška tónu, jeho hlasitost a zabarvení

Naše vnímání výšky tónu a jeho dalších vlastností je určeno charakteristikami akustické vlny. Jedná se o stejné vlastnosti, jaké jsou vlastní jakékoli mechanické vlně, jmenovitě období, frekvence, amplituda kmitů. Subjektivní pocity ze zvuku nezávisí na vlnové délce a rychlosti. V článku budeme analyzovat fyziku zvuku. Výška a zabarvení - jak jsou definovány? Proč vnímáme některé zvuky hlasitě a jiné tiše? Odpovědi na tyto a další otázky budou uvedeny v článku.

Výška tónu

Na čem závisí výška? Abychom to vyřešili, provedeme jednoduchou zkušenost. Vezměte flexibilní dlouhé pravítko, lepší hliník.

Přitlačíme ji ke stolu a silně prodloužíme okraj. Přejeďte prstem po volném okraji pravítka — bude se třást, ale jeho pohyb bude tichý. Nyní posuňte pravítko blíže k sobě, takže menší část vyčnívá za okraj pracovní desky. Znovu zasáhneme sestavu. Její okraj vibruje mnohem rychleji as menší amplitudou a uslyšíme charakteristický zvuk. Závěr: Aby mohl vzniknout zvuk, musí být frekvence kmitání alespoň určité množství. Dolní hranice rozsah zvuku frekvence — 20 Hz a horní-20 000 Hz.

Pokračujme v zážitku. Ještě více zkrátíme volný okraj pravítka, znovu jej uvedeme do pohybu. Je patrné, že zvuk se změnil, stal se vyšším. O čemž svědčí experiment? Dokazuje závislost výšky tónu na frekvenci a amplitudě kmitání jeho zdroje.

Hlasitost zvuku

Ke studiu hlasitosti použijeme ladičku-speciální nástroj pro studium vlastností zvuku. Existují ladičky s různými délkami nohou. Vibrují, pokud narazí na zařízení kladivem. Velké ladičky kmitají pomaleji a vydávají nízký zvuk. Malé vibrují často a liší se výškou zvuku.

Zasáhneme ladičku a posloucháme. Zvuk časem slábne. Proč se tak děje? Hlasitost zvuku mizí v důsledku snížení amplitudy kmitání nohou zařízení. Nevibrují tolik, což znamená, že amplituda vibrací molekul vzduchu také klesá. Čím nižší je, tím tišší zvuk vychází. Toto tvrzení platí pro zvuky stejné frekvence. Ukazuje se, že výška i hlasitost zvuku závisí na amplitudě vlny.

Vnímání zvuků různých objemů

Z výše uvedeného je dojem, že čím hlasitější je zvuk, tím ostřejší ho slyšíme, tím jemnější změny můžeme zachytit. To není. Pokud způsobíte, že tělo osciluje s velmi velkou amplitudou, ale nízkou frekvencí, bude takový zvuk špatně rozpoznatelný. Faktem je v celém rozsahu slyšitelnosti (20-20 tisíc. Hz) naše ucho nejlépe rozlišuje zvuky kolem 1 kHz. Lidský sluch je na tyto frekvence nejcitlivější. Takové zvuky se nám zdají nejhlasitější. Výstražné signály, sirény jsou nastaveny přesně na 1 kHz.

Úroveň hlasitosti různých zvuků

Tabulka uvádí běžné zvuky a jejich hlasitost v decibelech.

Témbr

Výška a hlasitost zvuku jsou určeny, jak jsme zjistili, frekvencí a amplitudou vlny. Zabarvení nezávisí na těchto vlastnostech. Vezměte dva zdroje zvuku stejné výšky, abyste pochopili, proč jsou mají různé zabarvení.

Prvním nástrojem bude ladička znějící na 440 Hz( to je nota a první oktávy), druhým je flétna, třetí je kytara. Pomocí hudebních nástrojů přehráváme stejnou notu, na které ladička zní. Všechny tři mají stejnou výšku, ale stále znějí odlišně, liší se zabarvením. Jaký je důvod? Je to všechno o vlastnostech kmitání zvukové vlny. Pohyb, který provádí akustická vlna složitých zvuků, se nazývá neharmonická oscilace. Vlna na různých místech kolísá s různou silou a frekvencí. Tato další volání, která se liší v hlasitosti a výšce, se nazývají podtóny.

Nezaměňujte výšku a zabarvení. Fyzika zvuku je taková, že pokud" promícháme " další, vyšší hlavní zvuk, dostaneme to, co se nazývá zabarvení. Je určen hlasitostí a počtem podtextů. Frekvence podtónů je násobkem frekvence nejnižšího tónu, t. e. je větší než celé číslo-v 2, 3, 4, atd. d. Nejnižší tón se nazývá hlavní, určuje výšku a podtóny ovlivňují zabarvení.

Existují zvuky, které vůbec neobsahují podtóny, například ladička. Pokud zobrazíte pohyb jeho zvukové vlny v grafu, získáte sinusovou vlnu. Takové oscilace se nazývají harmonické. Ladička vydává pouze základní tón. Takový zvuk se často nazývá nudný, bezbarvý.

Když je ve zvuku mnoho vysokofrekvenčních podtextů, je to ostré. Nízké podtóny dodávají zvuku jemnost, samet. Každý hudební nástroj, hlas má svou vlastní sadu podtextů. Je to kombinace hlavního tónu a podtextů, která dává jedinečný zvuk, dává zvuk určité barvě zabarvení.