FAQ по Звуку
Что такое FAQ?
FAQ (Frequently Asked Questions) - часто задаваемые вопросы. FAQ по звуку - часто задаваемые вопросы о звуке.
Как читать этот FAQ?
Для удобства читателей, ответ на каждый вопрос разбит на три категории по степени сложности материала.
Н: Новичок - ещё многого не знает и не слишком хочет разбираться в мудрёных терминах.
П: Продвинутый - владеет основами обращения с техникой, в том числе с компьютером, и хочет всё знать.
З: Задвинутый - думает, что знает всё и любит докапываться до всяких научных и псевдонаучных мелочей. :)
Тем самым мы постарались избежать перекрёстных обвинений в чрезвычайной простоте при одновременной сложности изложения материала.
Что такое звук?
Н: Звук - это всё то, что мы слышим ушами.
П: Звук - это невидимые глазом волны, которые распространяются в воздухе, чаще всего из-за того, что где-то происходят колебания. С помощью нервных окончаний в нашем ухе мы их и слышим.
З: Звуковые волны - это физическое явление, происходящее в различных агрегатных состояниях вещества. При распространении имеют конечную скорость, характеризующую сжимаемость среды. Скорость распространения малых возмущений в общем случае равна: . Для адиабатических и изоэнтропических процессов , где k - показатель адиабаты. В каждом элементарном объёме при этом происходит колебание избыточного давления. Энергия звуковой волны характеризуется акустическим давлением и интенсивностью звука. Звуковым волнам присущи все волновые свойства. Это выражается, например, в возникновении явлений интерференции и дифракции при их распространении.
Что такое громкость звука?
Н: Делая громче или тише свой магнитофон или телевизор, мы изменяем громкость с помощью ручки с надписью "громкость".
П: Громкость - это кажущаяся сила звука. Для оценки громкости заумные дяди придумали специальную единицу измерения и назвали её децибел [дБ] (не путать с "децл" и "дебил"). Это - относительная величина, показывающая насколько увеличилась или уменьшилась громкость звука. Если принять за ноль еле слышимые звуки, то можно привести такую таблицу:
Громкость звука
Уровень громкости, дБ
Граница слуха
Шепот
20
Разговорная речь
50
Шум улицы
80
Взлёт самолёта
120
З: Кажущуюся громкость звука оценивают её уровнем: [дБ]. Согласно психо-физическому закону Вебера-Фехнера, эта величина для человека прямо пропорциональна субъективному ощущению изменения громкости. Где - интенсивность звука, - плотность, a- скорость звука. Но чаще измеряют уровень громкости через звуковое давление: . L < 0 означает ослабление звука, L > 0 - его усиление.
Что такое высота звука?
Н: Высокий звук это когда поют птички: пи-пи-пи-пи-пи. Звук средней высоты это разговор людей: ла-ла-ла-ла-а. Низкий звук это когда рычит медведь: рэ-э-э-ы-ы.
П: К примеру, если дернуть за струну на гитаре, она начнет колебаться и колебать окружающий ее воздух. Чем больше число колебаний, тем выше звук. Количество этих колебаний в секунду, называют частотой и измеряют в Герцах [Гц].
З: Взглянем на график колебания во временнОй области - U(t). Наибольшее среднее значение напряжения - это амплитуда сигнала, A. Временной диапазон между двумя соседними колебаниями носит название периода (Т). Величина, обратная периоду, называется частотой: .
область слышимых частот
инфразвук
ультразвук
Что такое тембр звука?
Н: То, чем отличается в Вашем любимом сериале голос Хуаниты, от ее злобной соперницы Канчиты.
П: Возьмем звук одинаковой высоты, сыгранный на двух разных музыкальных инструментах - на трубе и на фортепиано. На слух он будет отличаться по ряду характерных признаков. Их совокупность называется тембром.
Давайте вспомним наши ощущения при вращении ручки "громкость" на аудио аппаратуре. С изменением громкости субъективно меняется тембр. На советской аппаратуре была кнопка "тон корректор". Она выправляла ощущение громкости звуков разной частоты, в соответствии с психо-физическими особенностями восприятия.
В жизни мы часто сталкиваемся с понятием регулятор тембра, в том числе эквалайзер. Этот термин имеет немного другой смысл. Регулятор тембра и эквалайзер раздельно регулируют громкость различных частотных составляющих звука.
З: Рассмотрим фрагменты графиков записей двух музыкальных инструментов - трубы и фортепиано:
Они были получены перезаписью через кодек ноты ля первой октавы в WAV редакторе. Воспроизведением занималась звуковая карта SoundBlaster Live! со стандартным 8 МБ банком памяти (GM-инструмент №56 Trumpet и GM-инструмент №0 Acoustic Grand Piano). Период основного колебания характеризует высоту звука, а вид определяет тембральную окраску.