Понятие Звук

Звук и его характеристики

В этой статье речь пойдёт непосредственно о звуке.

Рассмотрим такие вопросы:

— Что такое звук?

— Характеристики звука или свойства и качества.

— Воздействие звука на человеческий слух.

Итак начнём!

Что такое звук?

Давайте для начала обратимся к Википедии, как же там трактуется слово «звук».

Звук, в широком смысле — упругие волны, распространяющиеся в какой-либо упругой среде и создающие в ней механические колебания; в узком смысле  — субъективное восприятие этих колебаний специальными органами чувств животных или человека.

Давайте разбираться. Немного упростим определение. Звук – это волны, которые распространяются в какой-то определенной среде (вода, воздух, камень и т.д.), и создают в ней механические колебания (вибрация), слышимые нами.

Звук – это определённого рода давление воздуха. Когда вы хлопаете в ладоши, воздух между ладонями выталкивается и создается звуковая волна. Но ведь звуки бывают различные (писк, гул, шум, хрип и т.д.).

Почему так происходит?

Это зависит от характеристик звука.

Характеристики звука

Для начала давайте разберёмся, что такое свойства и качества звука. Свойствами звука называют присущие ему физические особенности, а качествами звука – отражения физических свойств звука в наших ощущениях. Определённое свойство звука отражается в его качестве.

1	Частота	Высота
2	Продолжительность	Длительность
3	Амплитуда	Громкость
4	Состав	Тембр

Рассмотрим характеристики звука на примере синусоидальной волны.

1.Частота (высота) – количество полных колебаний за единицу времени (единица измерения — Герц)

Низкий звук (бас)

//fierymusic.ru/wp-content/uploads/2011/11/Low-sound.mp3

Высокий звук (писк)

//fierymusic.ru/wp-content/uploads/2011/11/High-sound.mp3

2. Продолжительность ( длительность) – время, за которое звук из ясно  слышимого переходит в абсолютную тишину.

//fierymusic.ru/wp-content/uploads/2011/11/Duration.mp3

3. Амплитуда (громкость) – максимальное значение колебательного движения ( единица измерения – Децибел)

Высокий уровень громкости

//fierymusic.ru/wp-content/uploads/2011/11/Loud-sound.mp3

Низкий уровень громкости

//fierymusic.ru/wp-content/uploads/2011/11/Quiet-sound.mp3

Вот вам табличка для ещё более наглядного понимания

Звук	Громкость, дБ:
Порог слышимости	0
Тиканье наручных часов	10
Шепот	20
Звук настенных часов	30
Приглушенный разговор	40
Тихая улица	50
Обычный разговор	60
Шумная улица	70
Опасный для здоровья уро­вень	75
Пневматический молоток	90
Кузнечный цех	100
Громкая музыка	110
Болевой порог	120
Сирена	130
Реактивный самолет	150
Смертельный уровень	180
Шумовое оружие	200

4. Состав (тембр) – количество тонов звука, переплетающихся между собой, которые возникают потому, что источник звука колеблется не только целиком, но и по частям ( половинами, третями, четвертями, пятыми и т.д.).

Звук пианино

//fierymusic.ru/wp-content/uploads/2011/11/Piano-sound.mp3

Звук гитары

//fierymusic.ru/wp-content/uploads/2011/11/Guitar-sound.mp3

Звук синтезатора

//fierymusic.ru/wp-content/uploads/2011/11/Synth-sound.mp3

Воздействие звука на человеческий слух

Для работы со звуком необходимо знать, как этот звук воспринимается человеком и воздействует на него.

Здоровый человек способен воспринимать звук в диапазоне приблизительно от 16 Гц до 20 кГц.

В тоже время мы воспринимаем высокие звуки как более громкие по сравнению с низкими, хотя на самом деле они имеют одинаковую громкость. Этот эффект можно рассмотреть с помощью кривых равной громкости.

На графиках мы можем отчетливо проследить разность восприятия  громкости низких, средних и высоких звуков (нелинейность восприятия).

Еще один аспект, о котором хотелось бы рассказать – это тот факт, что со временем способность воспринимать высокие звуки падает. Приблизительно каждые десять лет спектр восприятия высоких звуков сужается на 1 кГц.

Также когда вы слушаете два звука одной частоты, один из которых более громкий, то вы будете слышать только громкий звук, а звук с меньшим уровнем громкости просто затеряется и не будет различим.

Это проявление так называемого «эффекта маскировки». Примером может служить слишком шумное помещение или вагон метро. Ведь когда вы хотите что-нибудь сказать в такой обстановке вам приходится кричать.

Бинауральный эффект или то, что нужно знать о панорамировании

Как известно, человек имеет два уха, что дает ему возможность воспринимать звук с разных сторон и определять направление звука и приблизительное расстояние до источника звука. Наш мозг воспринимает информацию, полученную из левого и правого ушей и оперируя этими данным делает определенные заключения. В этом собственно и проявляется бинауральный эффект.

Бинауральный эффект на разных частотах неравномерен. На низких частотах он практически неощутим. Ведь слушая только бас мы неспособны определить направление, расстояние до источника и другие параметры.

На средних частотах определение параметров сигнала осуществляется на основе разности фаз между восприятием левого и правого ушей, а на высоких частотах – за счет сравнения силы сигнала, поступающего с разных сторон.

Таким образом с помощью стерео мы можем расположить звуки в пространстве и сделать их более живыми.

На мой взгляд понимание основ восприятия звука важный аспект для написания музыкальных композиций.

Посмотрите видео «Звук и его характеристики».

Источник: https://fierymusic.ru/teoriya-zvuka/zvuk-i-ego-harakteristiki

Звук 3

Приветствую всех и каждого в новом разделе — музыкальная теория! Это очень важный и жизненно необходимый раздел для каждого серьезно настроенного музыканта, я думаю, Вы это понимаете.

Ведь знать хотя бы самые основы музыкальной теории просто необходимо! Поэтому, как и подобает каждому новому разделу, начнем с чего-нибудь попроще и постепенно пойдем все дальше и глубже.

Это будет долгий путь, как для Вас, так и для меня. Для начала я расскажу Вам о понятии звука и его свойствах, да возможно это не самая необходимая тема в разделе – “музыкальная теория”, но ведь нужно с чего-то начать?

Далее скорей всего пойдет рассказ о ритмике (более глубокий и подробный), а после уже будет становиться все интересней и интересней! Главное не просто читайте эти статьи, а вникайте в суть материала! Иначе все прочитанное выветриться из головы всего за пару недель.

При написании этих статей я время от времени буду прибегать к помощи различным книгам по музыкальной теории, поэтому этот раздел будет отличной выжимкой знаний и опыта из множества книг по музыке. Ладно, пора начинать!

Музыкальный звук

Думаю ни для кого не секрет, что музыка базируется на звуках и именно поэтому нужно хотя бы самую малость понимать, что такое звук и какие свойства он имеет. Если Вы согласны со мной, то тогда читайте дальше.

Звук – это физическое явление, вызываемое механическими колебаниями какого-либо упругого тела (например, натянутой струны гитары), и в результате этих механических колебаний образуются звуковые волны, они воспринимаются ухом и преобразуются в ухе в нервные импульсы.

Так же есть еще такой термин как – звуковые волны! Звуковые волны – это периодически чередующиеся сгущения и разрешения в окружающей среде. Основными звукопроводящими средами бывают – жидкие и твердые тела, а так же газовая среда (или иначе говоря, воздушная среда).

Звуков в нашем мире очень и очень много, их просто невероятное количество! Поэтому они делятся на две основные группы: музыкальные звуки (звуки у которых есть строго определенная высота) и шумы (звуки у которых нет четко определенной высоты).

У музыкальных звуков в отличие от шумов еще очень много других отличительных свойств (о них уже совсем скоро), а шумы включают в произведения для достижения различных эффектов.

Например, Вы наверно удивитесь, но инструменты, относящиеся к семейству ударных (тарелки, большой и малый барабан, бубен и так далее) помогают разукрасить произведения различными эффектами. Иначе говоря, ударные звучат не как музыкальные звуки, а как шумы! Вот так вот.

Свойства музыкальных звуков

Есть четыре основных музыкальных свойства, которые воспринимаются как способ проявления каких-либо качеств звука. Ниже указаны эти четыре музыкальных свойства, запомните их!

1) Высота

2) Длительность

3) Громкость

4) Тембр

Теперь по порядку обо всех этих свойствах:

Высота звука определяется частотой колебаний звучащего тела и находится от нее в прямой зависимости. Иначе говоря, чем больше колебаний совершило тело (источник звука) за определенный промежуток времени, тем выше будет звук, а так же и наоборот, чем меньше будет колебаний, тем и ниже будет звук.

При этом число колебаний в секунду сильно зависит от величины, длины, толщины и упругости звучащего тела. Например, чем длиннее струна (при равных других условиях), тем реже она колеблется и соответственно ниже звучание струны!

Немного об упругости (степени натяжения гитарной струны): чем сильнее натянута струна, тем выше будет извлекаемый звук, и совсем наоборот, если струна натянута слабее, то и звук будет ниже. Как видите, здесь сразу заметна прямая зависимость! Вспомните, чтобы понизить строй, Вам нужно ослабить натяжение струны, а не повысить это самое натяжение струн.

Но все равно наиболее понятный для людей диапазон звуков, более узок, примерно от 14 до 4200 Герц. Именно поэтому эти частоты и используются в музыке!

Длительность звука – это выраженное в ритмических единицах время, в течение которого колеблется звучащие тело. Проще говоря – чем дольше колеблется тело (струна в нашем случае), тем протяженней будет звук, и естественно наоборот.

Невероятно подробно про длительность я расскажу чуть позже, в будущих статьях!

Громкость звука – находиться в прямой зависимости от амплитуды колебаний источника звука. Иначе говоря – чем больше амплитуда, тем громче звук, и понятное дело, что чем меньше амплитуда, тем более тихим будет звучание.

Амплитуда – максимальное значение смещения или изменения переменной величины от среднего значения при колебательном или волновом движении.

Так же на восприятие громкости влияет расстояние от источника звука и отчасти частота колебаний. Поэтому, при одинаковой амплитуде и расстоянии от источника более громкими кажутся звуки среднего регистра!

Тембр – характер звучания, и он зависит он многих причин, например: от конструкции инструмента, материала из которого он изготовлен, способа звукоизвлечения, среды распространения звука и так же имеет значение расстояние до его источника.

Наверно, Вы понимаете, что каждый звук является сложным, иначе говоря, состоит из нескольких одновременно звучащих тонов. Получается, что человек слышит один звук, обладающий определенной высотой, которая соответствует частоте колебания всей струны!

Остальные звуки не воспринимаются как отдельные или самостоятельные, они скорей всего просто придают основному звуку дополнительную яркость и плотность при звучании. Эти самые звуки, входящие в состав основного тона, принято называть – гармоническими составляющими или просто гармониками.

Первый из них возникает от колебания всей струны и называется основным тоном, другие (следующие за ним) называются обертонами, или тонами, лежащими выше основного!

Заключение

Неплохое начало, как Вы считаете? Вообще я подумал разделить раздел музыкальной теории на две рубрики – “Основы музыкальной теории” и еще одну. В которой я буду рассказывать про вещи менее важные, но все таки имеемые место, или наоборот, более сложные и которые скорей всего не все смогут понять сразу!

В целом музыкальная теория просто неимоверно огромная тема, поэтому Вам нужно серьезно запастись желанием, если хотите изучать ее дальше. А я в свою очередь постараюсь доносить до Вас информацию наиболее доступно и понятно.

Со временем появится и рубрика по импровизации, возможно даже сделаю раздел с различными упражнениями по музыкальной теории и всему тому, что имеет близкое к ней отношение. Правда, сразу предупреждаю, что раздел, навряд ли будет развиваться быстрыми темпами, так как писать статьи на подобные темы очень сложно, надеюсь, Вы понимаете это.

Источник: http://amazingguitar.ru/osnovy-muzykalnoj-teorii/zvuk.html

Что такое Звук

Звук — 1. Волнообразно распространяющееся колебательное движение материальных частиц упругой среды, воспринимаемое органами слуха. слуховое ощущение, вызываемое таким движением. // Мелодия, напев.
2.

То же, что: звучание.
3. Простейший членораздельный элемент речи с присущими ему акустическими свойствами.
4.

Наименьший структурный элемент, обладающий определенной высотой, громкостью, длительностью, тембром (в музыке).

Значение слова Звук по Ожегову:

Звук — Минимальные членораздельные элементы речи с присущими им физическими признаками Spec

Звук То, что слышится, воспринимается слухом: физическое явление, вызываемое колебательными движениями частиц воздуха или другой среды

Звук в Энциклопедическом словаре:

Звук — упругие волны, распространяющиеся в газах, жидкостях и твердыхтелах и воспринимаемые ухом человека и животных. Человек слышит звук счастотами от 16 Гц до 20 кГц. Звук с частотами до 16 Гц называютинфразвуком 2.104-109 Гц — ультразвуком, а 109-1013 Гц — гиперзвуком.Наука о звуках называется акустикой.

Значение слова Звук по словарю медицинских терминов:

Звук — колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн и воспринимаемое органами слуха. человек воспринимает З. с частотой от 16 до 20 000 гц (при тканевом проведении – до 22 500 гц).

Значение слова Звук по словарю Ушакова:

ЗВУК, звука, м. 1. Быстрое колебательное движение частиц воздуха или другой среды, воспринимаемое органом слуха (физ.). || всё порождаемое движением, колебанием чего-н. и воспринимаемое слухом, всё, вызывающее слуховые ощущения. Звуки голоса.

Звук песни. Звук рояля. Звук поцелуя. Звук шагов. Монотонные звуки дождевых капель. Мне тягостны веселья звуки. Лермонтов. Звуки кашля. 2. Тон определенной высоты, в отличие от шума (муз.). Музыкальный звук. Гамма состоит из 8 простых звуков. 3.

Членораздельный элемент произносимой речи (лингв.). История звуков русского языка. Чередование звуков. Изменение звука о в а. Звук пустой — о чем-н., лишенном всякого содержания, значения. В капиталистической Европе свобода, равенство и братство стали пустыми звуками.

Ни звука — о полном молчании. Зову его, а он ни звука.

Значение слова Звук по словарю Даля:

Звук
м. все что слышит ухо, что доходит до слуха. | стар. мусор, каменный лом, сор. Звучать, звукнуть, издавать, производить гул, звук, звон. Эта рояль звучит особенно хорошо. Звукни в клепало. Вызвучала, отзвучала струна, прозвучала только,

Определение слова «Звук» по БСЭ:

Звук — в широком смысле — колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн в газообразной, жидкой или твёрдой средах (см. также Упругие волны) в узком смысле — явление, субъективно воспринимаемое специальным органом чувств человека и животных. Человек слышит З. с частотой от 16 гц до 20 000 гц. Физическое понятие о З.

охватывает как слышимые, так и неслышимые звуки. З. с частотой ниже 16 гц называется Инфразвуком, выше 20 000 гц — Ультразвуком. самые высокочастотные упругие волны в диапазоне от 109 до 1012-1013 гц относят к Гиперзвуку. Область инфразвуковых частот снизу практически не ограничена — в природе встречаются инфразвуковые колебания с частотой в десятые и сотые доли гц.

Частотный диапазон гиперзвуковых волн сверху ограничивается физическими факторами, характеризующими атомное и молекулярное строение среды: длина упругой волны должна быть значительно больше длины свободного пробега молекул в газах и больше межатомных расстоянии в жидкостях и в твёрдых телах.

Спектр бывает сплошной, когда энергия звуковых колебаний непрерывно распределена в более или менее широкой области частот, и линейчатый, когда имеется совокупность дискретных (прерывных) частотных составляющих. З. со сплошным спектром воспринимается как шум, например шелест деревьев под ветром, звуки работающих механизмов. Линейчатым спектром с кратными частотами обладают музыкальные З. (рис.

1). основная частота определяет при этом воспринимаемую на слух высоту звука, а набор гармонических составляющих — Тембр звука. В спектре З. речи имеются форманты — устойчивые группы частотных составляющих, соответствующие определённым фонетическим элементам (рис. 2).

Энергетической характеристикой звуковых колебаний является Интенсивность звука — энергия, переносимая звуковой волной через единицу поверхности, перпендикулярную направлению распространения волны, в единицу времени. Интенсивность З. зависит от амплитуды звукового давления, а также от свойств самой среды и от формы волны. Субъективной характеристикой З.

, связанной с его интенсивностью, является Громкость звука, зависящая от частоты. Наибольшей чувствительностью человеческое ухо обладает в области частот 1-5 кгц. В этой области Порог слышимости, т. е. интенсивность самых слабых слышимых звуков, по порядку величины равна 10&minus.12вм/мІ, а соответствующее звуковое давление — 10&minus.5н/мІ.

Верхняя по интенсивности граница области воспринимаемых человеческим ухом З. характеризуется порогом болевого ощущения, слабо зависящим от частоты в слышимом диапазоне и равным примерно 1 вм/мІ. В ультразвуковой технике достигаются значительно большие интенсивности (до 104 квм/мІ).
Источники звука — любые явления, вызывающие местное изменение давления или механическое напряжение.

Широко распространены источники З. в виде колеблющихся твёрдых тел (например, диффузоры громкоговорителей и мембраны телефонов, струны и деки музыкальных инструментов. в ультразвуковом диапазоне частот — пластинки и стержни из пьезоэлектрических материалов или магнитострикционных материалов). Источниками З.

могут служить и колебания ограниченных объёмов самой среды (например, в органных трубах, духовых музыкальных инструментах, свистках и т.п.). Сложной колебательной системой является Голосовой аппарат человека и животных.
Возбуждение колебаний источников З. может производиться ударом или щипком (колокола, струны).

в них может поддерживаться режим автоколебаний за счёт, например, потока воздуха (духовые инструменты). Обширный класс источников З. — Электроакустические преобразователи, в которых механические колебания создаются путём преобразования колебаний электрического тока той же частоты. В природе З.

возбуждается при обтекании твёрдых тел потоком воздуха за счёт образования и отрыва вихрей, например при обдувании ветром проводов, труб, гребней морских волн. З. низких и инфранизких частот возникает при взрывах, обвалах. Многообразны источники акустических Шумов, к которым относятся применяемые в технике машины и механизмы, газовые и водяные струи.

Исследованию источников промышленных, транспортных шумов и шумов аэродинамического происхождения уделяется большое внимание ввиду их вредного действия на человеческий организм и техническое оборудование.
Приёмники звука служат для восприятия звуковой энергии и преобразования её в др. формы. К приёмникам З. относится, в частности, слуховой аппарат человека и животных. В технике для приёма З.

применяются главным образом электроакустические преобразователи: в воздухе — Микрофоны, в воде — Гидрофоны и в земной коре — Геофоны. Наряду с такими преобразователями, воспроизводящими временную зависимость звукового сигнала, существуют приёмники, измеряющие усреднённые по времени характеристики звуковой волны, например Диск Рэлея, Радиометр.

Распространение звуковых волн характеризуется в первую очередь скоростью звука. В газообразных и жидких средах распространяются продольные волны (направление колебательного движения частиц совпадает с направлением распространения волны), скорость которых определяется сжимаемостью среды и её плотностью. Скорость З.

в сухом воздухе при температуре 0°С составляет 330 м/сек, в пресной воде при 17°С — 1430 м/сек. В твёрдых телах, кроме продольных, могут распространяться поперечные волны, с направлением колебаний, перпендикулярным распространению волны, а также поверхностные волны (Рэлея волны).

Для большинства металлов скорость продольных волн лежит в пределах от 4000 м/сек до 7000 м/сек, а поперечных — от 2000 м/сек до 3500 м/сек.
При распространении волн большой амплитуды (см. Нелинейная акустика) фаза сжатия распространяется с большей скоростью, чем фаза разрежения, благодаря чему синусоидальная форма волны постепенно искажается и звуковая волна превращается в ударную волну.

В ряде случаев наблюдается Дисперсия звука, т. е. зависимость скорости распространения от частоты. Дисперсия З. приводит к изменению формы сложных акустических сигналов, включающих ряд гармонических составляющих, в частности — к искажению звуковых Импульсов. При распространении звуковых волн имеют место обычные для всех типов волн явления интерференции и дифракции.

В случае, когда размер препятствий и неоднородностей в среде велик по сравнению с длиной волны, распространение звука подчиняется обычным законам отражения и преломления волн и может рассматриваться с позиций геометрической акустики.
При распространении звуковой волны в заданном направлении происходит постепенное её затухание, т. е. уменьшение интенсивности и амплитуды.

В первую входят факторы, связанные с законами волнового распространения в среде. Так, при распространении в неограниченной среде З. от источника конечных размеров интенсивность его убывает обратно пропорционально квадрату расстояния.

Неоднородность свойств среды вызывает рассеяние звуковой волны по различным направлениям, приводящее к ослаблению её в первоначальном направлении, например рассеяние З. на пузырьках в воде, на взволнованной поверхности моря, в турбулентной атмосфере (см. Турбулентность), рассеяние высокочастотного ультразвука в поликристаллических металлах, на дислокациях в кристаллах. На распространение З.

в атмосфере и в море влияет распределение температуры и давления, силы и скорости ветра. Эти факторы вызывают искривление звуковых лучей, т. е. рефракцию З., которая объясняет, в частности, тот факт, что по ветру З. слышен дальше, чем против ветра. Распределение скорости З. с глубиной в океане объясняет наличие т. н.

подводного звукового канала, в котором наблюдается сверхдальнее распространение З., например З. взрыва распространяется в таком канале на расстояние более 5000 км.
Вторая группа факторов, определяющих затухание З., связана с физическими процессами в веществе — необратимым переходом звуковой энергии в др. формы (главным образом в тепло), т. е.

с поглощением звука, обусловленным вязкостью и теплопроводностью среды
(«классическое поглощение»), а также переходом звуковой энергии в энергию внутримолекулярных процессов (молекулярное или релаксационное поглощение). Поглощение З. заметно возрастает с частотой.

Поэтому высокочастотный ультразвук и гиперзвук распространяются, как правило, лишь на очень малые расстояния, часто всего на несколько см. В атмосфере, в водной среде и в земной коре дальше всего распространяются инфразвуковые волны, отличающиеся малым поглощением и слабо рассеиваемые.

На высоких ультразвуковых и гиперзвуковых частотах в твёрдом теле возникает дополнительное поглощение, обусловленное взаимодействием волны с тепловыми колебаниями кристаллической решётки, с электронами и со световыми волнами. Это взаимодействие при определённых условиях может вызвать и
«отрицательное поглощение», т. е. усиление звуковой волны.
Значение звуковых волн, а следовательно, и их изучение, которым занимается Акустика, чрезвычайно велико. С давних пор З. служит средством связи и сигнализации. Изучение всех его характеристик позволяет разработать более совершенные системы передачи информации, повысить дальность систем сигнализации, создать более совершенные музыкальные инструменты. Звуковые волны являются практически единственным видом сигналов, распространяющихся в водной среде, где они служат для целей подводной связи, навигации, локации (см. Гидроакустика). Низкочастотный звук является инструментом исследования земной коры. Практическое применение ультразвука создало целую отрасль современной техники — ультразвуковую технику. Ультразвук используется как для контрольно-измерительных целей (в частности, в дефектоскопии), так и для активного воздействия на вещество (ультразвуковая очистка, механическая обработка, сварка и т.п.). Высокочастотные звуковые волны и особенно гиперзвук служат важнейшим средством исследований в физике твёрдого тела.
Лит.: Стретт Д ж. (лорд Рэлей), Теория звука, пер. с англ., 2 изд., т. 1-2, М., 1955. Красильников В. А., Звуковые и ультразвуковые волны в воздухе, воде и твёрдых телах, 3 изд., М., 1960. Розенберг Л. Д., Рассказ о неслышимом звуке, М., 1961.И. П. Голямина.

Рис. 1 (слева). Частотно-амплитудные спектры звуков музыкальных инструментов: а — скрипки (звук ля первой октавы, основная частота 426 гц). б — скрипки (звук ми второй октавы, основная частота 640 гц). в — деревянной флейты (звук ми второй октавы, основная частота 106 гц). г — тромбона (звук ми бемоль первой октавы, основная частота 306 гц).

Рис. 2 (справа). Частотно-амплитудные спектры гласных «о», «а», «и».

Источник: https://xn----7sbbh7akdldfh0ai3n.xn--p1ai/zvuk.html

Интересные факты о звуке

В статье вы узнаете, что такое звук, каков его смертельный уровень громкости, а также скорость в воздухе и других средах. Также поговорим про частоту, кодирование и качество звука.

Еще рассмотрим дискретизацию, форматы и мощность звука. Но сначала дадим определение музыки, как упорядоченному звуку — противоположность неупорядоченному хаотическому, который мы воспринимаем, как шум.

Что такое звук

Даже при разговоре вы слышите своего собеседника потому, что он воздействует на воздух. Также, когда вы играете на музыкальном инструменте, бьете ли вы по барабану или дергаете струну, вы производите этим колебания определенной частоты, которой в окружающем воздухе производит звуковые волны.

Звуковые волны бывают упорядоченные и хаотические. Когда они упорядоченные и периодические (повторяются через какой-то промежуток времени), мы слышим определенную частоту или высоту звука.

То есть мы можем определить частоту, как количество повторения события в заданный промежуток времени. Таким образом, когда звуковые волны хаотичны, мы воспринимаем их как шум.

Но когда волны упорядочены и периодически повторяются, то мы можем измерить их количеством повторяющихся циклов в секунду.

Частота дискретизации звука

Частота дискретизации звука — это количество измерений уровня сигнала за 1 секунду. Герц (Гц) или Hertz (Hz) — это научная единица измерения, определяющая количество повторений какого-то события в секунду. Эту единицу мы будем использовать!

Частота дискретизации звука

Наверное, вы очень часто видели такую аббревиатуру — Гц или Hz. Например, в плагинах эквалайзеров. В них единицами измерения являются герцы и килогерцы (то есть 1000 Гц).

Давайте я открою плагин эквалайзера и покажу вам как это выглядит. Вам, наверное, знакомы эти цифры.

Частоты звука

С помощью эквалайзера вы можете ослаблять или усиливать определенные частоты в пределах слышимого человеком диапазона.

Небольшой пример!

Здесь у меня запись звуковой волны, которая была сгенерирована на частоте 1000 Гц (или 1 кГц). Если увеличить масштаб и посмотреть на ее форму, то мы увидим, что она правильная и повторяющиеся (периодическая).

Повторяющиеся (периодическая) звуковая волна

В одной секунде здесь происходит тысяча повторяющихся циклов. Для сравнения, давайте посмотрим на звуковую волну, которую мы воспринимаем как шум.

Неупорядоченный звук

Тут нет какой-то конкретной повторяющейся частоты. Также нет определенного тона или высоты. Звуковая волна не упорядочена. Если мы взглянем на форму этой волны, то увидим, что в ней нет ничего повторяющегося или периодического.

Неупорядоченная волна при масштабировании

Из-за отсутствия цикличности мы не в состоянии услышать какую-то определенную частоту в этой волне. Поэтому мы воспринимаем ее как шум.

Смертельный уровень звука

Хочу немного упомянуть про смертельный уровень звука для человека. Он берет свое начало от 180 дБ и выше.

Стоит сразу сказать, что по нормативным нормам, безопасным уровнем громкости шума считается не более 55 дБ (децибел) днем и 40 дБ ночью. Даже при длительном воздействии на слух, этот уровень не нанесет вреда.

Уровни громкости звука(дБ)ОпределениеИсточник

0	Совсем не лышно
5	Почти не слышно
10	Почти не слышно	Тихий шелест листьев
15	Еле слышно	Шелест листвы
20 — 25	Едва слышно	Шепот человека на расстоянии 1 метр
30	Тихо	Тиканье настенных часов (допустимый максимум по нормам для жилых помещений ночью с 23 до 7 часов)
35	Довольно слышно	Приглушенный разговор
40	Довольно слышно	Обычная речь (норма для жилых помещений днем с 7 до 23 часов)
45	Довольно слышно	Разговор
50	Отчетливо слышно	Пишущая машинка
55	Отчетливо слышно	Разговор (европейская норма для офисных помещений класса А)
60	Шумно	(норма для контор)
65	Шумно	Громкий разговор (1м)
70	Шумно	Громкие разговоры (1м)
75	Шумно	Крик и смех (1м)
80	Очень шумно	Крик, мотоцикл с глушителем
85	Очень шумно	Громкий крик, мотоцикл с глушителем
90	Очень шумно	Громкие крики, грузовой железнодорожный вагон (7м)
95	Очень шумно	Вагон метро (в 7 метрах снаружи или внутри вагона)
100	Крайне шумно	Оркестр, гром (по европейским нормам, это максимально допустимое звуковое давление для наушников)
105	Крайне шумно	В старых самолетах
110	Крайне шумно	Вертолет
115	Крайне шумно	Пескоструйный аппарат (1м)
120-125	Почти невыносимо	Отбойный молоток
130	Болевой порог	Самолет на старте
135 — 140	Контузия	Взлетающий реактивный самолет
145	Контузия	Старт ракеты
150 — 155	Контузия, травмы
160	Шок, травма	Ударная волна от сверхзвукового самолета
165+	Разрыв барабанных перепонок и легких
180+	Смерть

Скорость звука в км в час и метры в секунду

Скорость звука — это скорость распространения волн в среде. Ниже даю таблицу скоростей распространения в различных средах.

0 ºСм/скм/ч

Воздух	331	1191.6
Водород	1284	4622.4
Азот	334	1202.4
Аммиак	415	1494.0
Ацетилен	327	1177.2
Гелий	965	3474.0
Железо	5950	21420.0
Золото	3240	11664.0
Кислород	316	1137.6
Литий	6000	21600.0
Метан	430	1548.0
Угарный газ	338	1216.8
Неон	435	1566.0
Ртуть	1383	4978.0
Стекло	4800	17280.0
Углекислый газ	259	932.4
Хлор	206	741.6

Скорость звука в воздухе намного меньше чем в твердых средах. А скорость звука в воде намного выше, чем в воздухе. Составляет она 1430 м/с. В итоге, распространение идет быстрее и слышимость намного дальше.

Мощность звука

Мощность звука — это энергия, которая передается звуковой волной через рассматриваемую поверхность за единицу времени. Измеряется в (Вт). Бывает мгновенное значение и среднее (за период времени).

Давайте продолжим работать с определениями из раздела теория музыки!

Высота и нота

Высота — это музыкальный термин, который обозначает почти тоже самое, что и частота. Исключение составляет то, что она не имеет единицы измерения. Вместо того чтобы определять звук количеством циклов в секунду в диапазоне 20 — 20 000 Гц, мы обозначаем определенные значения частот латинскими буквами.

Музыкальные инструменты производят периодические звуковые волны правильной формы, которые мы называем тонами или нотами.

Давайте посмотрим на звуковую волну в 1 кГц. Сейчас я увеличу масштаб, и вы увидите каково расстояние между циклами.

Звуковая волна в 1 кГц

Теперь давайте взглянем на волну в 500 Гц. Тут частота в 2 раза меньше и расстояние между циклами больше.

Звуковая волна в 500 Гц

Теперь возьмем волну в 80 Гц. Тут будет еще шире и высота намного ниже.

Звук в 80 Гц

Мы видим взаимосвязь между высотой звука и формой его волны.

Давайте я покажу вам еще один пример!

Ниже волна в 440 Гц. Это стандарт в мире музыке для настройки инструментов. Соответствует он ноте ля.

Чистая звуковая волна в 440 Гц

Мы слышим только основной тон (чистую звуковую волну). Если увеличить масштаб, то увидим, что она периодическая.

А теперь давайте посмотрим на волну той же частоты, но сыгранную на пианино.

Периодический звук пианино

Посмотрите, она тоже периодическая. Но в ней есть небольшие дополнения и нюансы. Все они в совокупности и дают нам понятие о том, как звучит пианино. Но помимо этого, обертона обуславливают и тот факт, что одни ноты будут иметь большее сродство к данной ноте чем другие.

Для примера можно сыграть туже ноту, но на октаву выше. По звучанию будет совсем иначе. Однако она будет родственной предыдущей ноте. То есть это та же нота, только сыгранная на октаву выше.

Такая родственная связь двух нот в разных октавах обусловлена наличием обертонов. Они постоянно присутствуют и определяют насколько близко или отдаленно определенные ноты связаны друг с другом.

Традиционной нотации высота ноты обуславливает ее расположение на нотном стане или нотоносце.

Сейчас я покажу вам с помощью нотного редактора. Здесь мы видим, как записывается нота ля.

Помимо традиционного представления нот на нотном стане, в современных музыкальных редакторах вы можете встретить другую систему записи и редактирования нот. Чаще всего она представляет собой пианинную сетку или таблицу.

В принципе, такая система не отличается от классической выше. Просто способ представления высоты нот реализован по-другому. Точно также, когда мы говорим 440 Гц или ля, мы имеем одну и ту же высоту или частоту звука.

Свойства и качество звука

Свойства звука — это его физические особенности, которые можно измерить. Сюда входит частота колебаний, их продолжительность и амплитуда. Еще относится и состав колебаний. То есть сочетание простейших колебаний в сложное.

А вот отражение физических свойств в наших ощущениях (то, что мы чувствуем) называется качеством звука. Сюда относится высота и длительность звука. А также громкость и тембр.

Высота звука зависит от частоты колебаний. Чем чаще колебания, тем выше звук. Чем реже колебания, тем ниже звук.

Длительность зависит от продолжительности колебаний.

Громкость зависит от амплитуды колебаний. Например, после удара по гитарной струне, можно увидеть, что она начнет колебаться в разные стороны. Чем шире эти колебания, тем громче звук. Ширина этого размаха называется амплитудой колебаний.

Если сильно ударим по струне, то амплитуда будет большой. Соответственно, мы услышим громкий звук. Если легонько тронем пальцем струну, то амплитуда будет маленькой. В таком случае, звук будет тихим.

Тембр — это обертоновая окраска звука. Она позволяет нам различать звуки одной высоты, но исполненные разными инструментами или голосами.

Кодирование звука

Кодирование звука — это процесс преобразования колебаний воздуха в колебания электрического тока с последующей дискретизацией аналогового сигнала. То есть такое кодирование необходимо нам для дальнейшей работы со звуком уже на компьютере.

А поскольку мы на ПК не можем работать с аналоговым сигналом, в таком случае мы должны преобразовать его в цифровой. Так мы можем к примеру, с помощью специальных компьютерных программ для создания звука работать с самим сигналом.

Для преобразования сигнала используются специальные аналого-цифровые преобразователи (АЦП). В компьютере это обычно звуковые карты.

Форматы звука

Форматы звука предназначены для представления аудио данных с последующим хранением на электронных носителях. Есть три основные группы:

1. формат звука со сжатием и потерями качества (MP3, Ogg)
2. со сжатием без потерь (APE, Flac)
3. без сжатия (WAW, AIFF)

На этом все!

Теперь вы знаете, что такое звук и каковы его характеристики. Также мы дополнительно рассмотрели такие понятия, как частота, высота и нота. А также как они соотносятся друг с другом.

(513 5,00 из 5)

Сказать спасибо кнопками ниже:

Источник: https://muzrock.com/teoriya-muzyki/chto-takoe-zvuk