1. Основные физические характеристики звука и соответствующие им сенсорные качества.

Звуки, которые мы слышим являются результатом преобразования определенной формы механической энергии и представляют собой паттерны последовательных возмущений давления, происходящих в разных средах – жидких, газообразных или твердых.

Звуковая волна – паттерн изменений потока воздуха, представленный в виде серий пиков и подошв.

Цикл – единица звука, представляющая полное изменение давления, включающее сжатие, разрежение и повторное сжатие.

Звуки возникают только в среде, способной передавать колебания давления, т.е. звуки не могут существовать в вакууме, так как вакуум нельзя подвергнуть компрессии.

Скорость звука зависит от физических характеристик среды. Таким образом, например, в твердой среде скорость звука быстрее, чем в жидкой или газообразной среде.

Частота – число циклов изменения давления (или число изменений звукового давления в секунду). Измеряется в герцах, и единица измерения частоты равна числу изменений звукового давления, или циклов в секунду. Пороги звукового восприятия – 20 и 20 000 Гц.

Длина звуковой волны – это длинна между двумя последовательными компрессиями.

Абсолютная высота тона – психологический параметр аудиального стимула, непосредственно связанный с его чистотой.

Амплитуда – количество изменения звукового давления относительно состояния покоя. Зависит от давления и силы, действующих на источник звука. Измеряется силой на единицу площади.

Сила звука в децибелах: Nдб=20logPe/Pr, где N – число децибел, Pe - звуковое давление, которое нужно выразить в децибелах, Pr – эталонное давление, равное 0,0002 дин/см в квадрате.

Громкость – слуховое ощущение, или психологический параметр, определяемый величиной амплитуды.

Большинство звуков, которые мы слышим в реальной жизни, - это сочетания акустических сигналов, каждый из которых может быть представлен своей собственной синусоидой, вследствие чего их общая, суммарная синусоида отличается сложностью.

Из закона Ома следует, что мы можем воспринимать индивидуальные частотные компоненты сложного звука.

Тембр – это отличительное качество тона того или иного звука, являющееся результатом числа и интенсивности гармоник.

2. Явление резонанса.

Резонансная частота – та частота, с которой вибрирует приведенный в движение объект. Заставить объект резонировать значит – вызвать колебание объекта с такой частой, которая совпадает с частотой колебаний внешнего воздействия.

Резонанс – резкое возрастание амплитуды колебаний объекта при воздействии на него источника звука, частота которого соответствует его собственной резонансной частоте.

Чем меньше разница между резонансной частотой объекта и частотой источника звука, воздействующего на объект, тем легче достигается резонанс.

Пример резонанса – когда мы приставляем ухо к раковине и слышим шум прибоя. Это результат совместного воздействия воздуха, который содержится в раковине и резонирует со свойственными ему частотами, и внешних звуков. Под воздействием внешних звуков (звуков вне раковины) содержащийся в раковине воздух начинает резонировать, в результате чего и возникает характерный звук.

Наружное ухо и наружный слуховой проход отбирают из звуковых волн и усиливают только те частоты, которые соответствует их собственным резонансным частотам и способны заставить их резонировать.