Громкость и высота звука

Громкость звука - это субъективная характеристика, которая •зависит от частоты колебаний и чувствительности человеческого уха. Объективной характеристикой звука является интенсивность. Интенсивность звука - это энергия, которую переносит звуковая волна за единицу времени через единицу площади поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны. Выражается она в системе СИ в единицах Вт/м".

Можно продемонстрировать изменение амплитуды звуковой волны с изменением громкости на осциллографе (с использованием громкоговорителя). Получаем, что громкость звука зависит от амплитуды и частоты колебаний в звуковой волне.

Наиболее чувствительны наши органы слуха к частотам в диапазоне от 700 до 6000 Гц. Порогом слышимости называется наименьшая интенсивность звуковой волны, которая может быть воспринята органом слуха. При частоте 1 кГц порог слышимости составляет 10~¹² Вт/м².

За единицу громкости звука принят бел (в честь Александра Грэхема Белла, изобретателя телефона) [это логарифм отношения мощности звука к начальной мощности, отвечающей порогу слышимости: громкость звука равна 1 Б, если его мощность в 10 раз больше порога слышимости. На практике громкость измеряют в децибелах (дБ): 1 дБ = 0,1 Б]. Громкость звука в жизни будет следующей:

10 дБ- шепот;

20-30 дБ - норма шума в жилых помещениях;

40 дБ - тихий разговор;

50 дБ - разговор средней громкости;

70 дБ - шум пишущей машинки;

80 дБ - шум работающего двигателя грузового автомобиля;

100 дБ - громкий автомобильный сигнал на расстоянии 5-7 м;

120 дБ - шум работающего трактора на расстоянии 1 м;

130 дБ - порог болевого ощущения.

Порогом болевого ощущения называется интенсивность звука, вызывающего болевые ощущения. Он практически не зависит от частоты и составляет примерно 1 Вт/м . Звук громкостью свыше 180 дБ может даже вызвать разрыв барабанной перепонки.

Звук, издаваемый телом, которое колеблется с одной, строго определенной частотой, называется тоном. Например, камертоны различного размера издают звуки разного тона Частота колебаний характеризует высоту тона. Например, летящий комар издает звук высокого тона, шмель - звук низкого тона

Высота тона определяется частотой колебаний. Звуки человеческого голоса делят на несколько диапазонов:

• бас - 80-350 Гц (Ф.И.Шаляпина), а английский певец Норман Аллин даже брат частоту 44 Гц;

• баритон - 110-149 Гц (В.С.Высоцкого);

• тенор - 130-520 Гц (И.С.Козловского);

. дискант-260-1000Гц(Р.Лоретти);

• сопрано - 260-1050 Гц (ГЛТ Вишневской);

• колоратурное сопрано - до 1400 Гц, а француженка Мадо Робен брала ре четвертой октавы - 2300 Гц,

Еще одна очень важная характеристика звука - тембр. Это качество звука. которое придает индивидуальную окраску звучанию источника Он зависит от состава звука. Тон, соответствующий наименьшей частоте в наборе частот данного звука, называется основным. Тоны более высоких кратных частот называются обертонами.

Мы охотно слушаем музыку, пение птиц, приятное человеческое пение. Напротив, тарахтение телега, визг пилы, мощные удары молота нам неприятны, они раздражают и утомляют. По действию, производимому на нас, все звуки делятся на музыкальные и шумы.