5. Энергия механической волны, поток и плотность потока энергии, интенсивность единицы измерения. Вектор Умова.

6. Звук и его природа. Физические и физиологические характеристики звука.

Движение рождает звук. Всем знакомы звуки, возникающие при движении натянутой на барабан кожи, волн морского прибоя, раскачиваемых ветром ветвей. Они отличаются друг от друга так же, как непохоже одно на другое движение каждого из названных объектов. Иными словами, «окраска» каждого отдельного звука строго зависит от движения, благодаря которому он возникает. Так, если колебательное движение происходит чрезвычайно быстро, звук содержит колебания высокой частоты. Менее быстрое колебательное движение создает звук более низкой частоты. Частота, с которой повторяются колебания, измеряется в герцах (или циклах в секунду); 1 Гц есть частота такого периодического колебания, период которого равен 1 с. Заметьте, именно частота является тем свойством, которое позволяет нам отличать один звук от другого.

Звуки приносят человеку жизненно важную информацию — с их помощью мы общаемся, слушаем музыку, узнаем по голосу знакомых людей. Мир окружающих нас звуков разнообразен и сложен, однако мы достаточно легко ориентируемся в нем и можем безошибочно отличить пение птиц от шума городской улицы.

Звуковая волна — упругая продольная волна, вызывающая у человека слуховые ощущения.

Колебания источника звука (например, струн или голосовых связок) вызывают появление продольной волны. Достигнув человеческого уха, звуковые волны заставляют барабанную перепонку совершать вынужденные колебания с частотой, равной частоте колебаний источника. Свыше 20 тыс. нитевидных рецепторных окончаний, находящихся во внутреннем ухе, преобразуют механические колебания в электрические импульсы. При передаче импульсов по нервным волокнам в головной мозг у человека возникают определенные слуховые ощущения.

Таким образом, в процессе распространения звуковой волны меняются такие характеристики среды, как давление и плотность.

Звуковые волны, воспринимаемые органами слуха, вызывают звуковые ощущения.

Звуковые волны классифицируются по частоте следующим образом:

инфразвук (ν < 16 Гц);

слышимый человеком звук (16 Гц < ν < 20000 Гц);

ультразвук (ν > 20000 Гц);

гиперзвук (109 Гц < ν < 1012-1013 Гц).

Человек не слышит инфразвук, но каким-то образом эти звуки воспринимает. Так как например, опыты показали, что инфразвук вызывает неприятные тревожные ощущения.

Многие животные могут воспринимать ульразвуковые частоты. Например, собаки могут слышать звуки до 50000 Гц, а летучие мыши — до 100000 Гц. Инфразвук, распространяясь в воде на сотни километров, помогает китам и многим другим морским животным ориентироваться в толще воды.

7. Кривые равной громкости. Кривая порога слышимости. Основы аудиметрии.

Дело в том, что чувствительность слуха человека имеет нелинейный характер, и поэтому звуки равной громкости на разных частотах слушатели будут воспринимать как звуки с разным звуковым давлением.

Это явление описывается, так называемыми "кривыми равной громкости" (рис. 3.4), которые показывают, какое звуковое давление требуется создать на разных частотах для того, чтобы для слушателей громкость этих звуков была равна громкости звука с частотой 1 кГц. Чтобы мы воспринимали звуки более высоких и более низких частот, такими же громкими, что и звук с частотой 1кГц, они должны иметь большее звуковое давление. И чем меньше уровень звука (нижние кривые на рис. 3.4), тем менее чувствительно наше ухо к низким частотам.

Аудиограмма - это данные о состоянии слуха пациента. Обычно пациент проходит проверку слуха на аудиометре (приборе). Состояние слуха фиксируется на основании реакций пациента. Он надевает наушники. Если он услышал звук в наушниках, то нажимает на кнопку. И так повторяется несколько раз - сначала на одно, а потом на второе ухо. Врач записывает реакцию в специальную таблицу. В наушники пациента через аудиометр врач отсылает звуки определённых тонов с увеличивающейся громкостью. Тот момент, когда до пациента "доходит" звук и он нажимает на кнопку, считается порогом слышимости. Как правило, проверяется слух в зоне речевых частот: 250, 500, 1.000, 2.000 и 4.000 гЦ. Наиболее важная функция слуха - разборчивость (понимание) речи, - зависит от состояния зоны речевых частот, поэтому проверяются именно речевые (а не все) частоты. На каждую проверяемую частоту выявляется порог слышимости (в дицебелах, дБ)