26.1.Звук.Висота звуку. Сила і гучність звуку.

ЗВУК У ШИРОКОМУ РОЗУМІННІ — коливальний рух частинок пружного середовища, який розповсюджується у вигляді механічних хвиль у газах, рідинах і твердих тілах (тобто те саме, що й пружні хвилі); у вузькому значенні звук — явище, яке суб'єктивно сприймається органом слуху.Інакше кажучи, звукові хвилі — механічні хвилі, які викликають у людини відчуття звуку. Акустика (від грецького akustikos — слуховий) — розділ фізики, у якому вивчають звукові хвилі. Дослід показує, що джерелом- звуку завжди є будь-яке коливне тіло, яке в процесі своїх коливань

створює в навколишньому середовищі механічні хвилі в повітрі.

Ці хвилі — повздовжні, вони складаються зі згущень та розріджень повітря, що поширюються в усіх напрямах від джерела звуку. Коли ці хвилі досягають людського вуха, вони надають вимушених коливань барабанній перетинці всередині вуха, і людина відчуває звук.

Людське вухо сприймає коливання в діапазоні від 20 до 20000 Гц (межі умовні, вони неоднакові для різних людей). Коливання середовища з частотами меншими від 20 Гц називають інфразвуком, коливання в діапазоні 2 • 10⁴ - 10⁹ Гц — ультразвуком, у діапазоні 10⁹ - 10¹² Гц — гіперзвуком. Під час сприйняття звуку людина розрізняє три його характеристики — висоту, тембр і гучність.

Класифікація звуків:1.Звукові удари.2.Шуми(послідовність неперервних ударів) 3.Музичні звуки.

Висота і тембр звуку

Висота звуку визначається частотою звуку.

Музикальний (тональний) звук має лінійчатий спектр частот. Це означає, що музикальний звук є складним коливанням, яке можна розкласти на декілька простих (гармонічних) коливань з певними частотами і амплітудами. Коливання з найменшою частотою задає висоту музичного тону, його називають основним тоном, або першою гармонікою. Що більша частота основного тону, то вищим здається звук. Коливання з вищими частотами називають обертонами, або гармоніками. Набір обертонів і визначає тембр звуку. Що більше обертонів має звук, то «яскравіше» його забарвлення.

Якщо число тонів нескінченно велике, то це шум — звук, який має всі частоти, бо утворюється безліччю джерел з найрізноманітнішими частотами.

Гучність звуку — поняття суб'єктивне, один і той самий звук одній людині може здаватися гучним, а іншій — тихим. Об'єктивною оцінкою гучності є його інтенсивність (або сила)звуку.

Інтенсивність звуку вимірюється середнім значенням звукової енергії, що проходить за одиницю часу через одиничну площадку, перпендикулярну до напряму поширення звуку.

З цього визначення випливає, що одиницею інтенсивності звуку в СІ є:

1Дж/(м²-с) = 1Вт/м².

Енергія звукових хвиль — це енергія коливань частинок середовища, у якому поширюється звук.

Швидкість звуку v (фазова швидкість) — швидкість поширення фази звукових коливань (тобто області згущення або розрідження у хвилі).

Що пружніше середовище, то більша в ньому швидкість звуку. Тому швидкість звуку в рідинах більша, ніж у газах, а у твердих тілах більша, ніж у рідинах.

З довжиною хвилі і частотою коливань швидкість звуку пов'язана формулою:

= .