Физиката на звук
Като цяло, звука - това е вълна. Но светлината - вълна и рентгенови лъчи, също. Това, което ги отличава? Точно така, честотата!
Честота - броят на вибрациите (в този случай аудио) за единица време. Ако се интересувате от броя на трептения в секунда, че има смисъл да се измерва честотата на Hertz.
Има специални звукови източници, които произвеждат една честота, така наречения чист тон. Той вилици - прости устройства, които са извити metaallicheskie барове на краката. Колкото по-голям тунинг вилици, толкова по-ниска звук, който той излъчва, когато удари по тях. Те се използват за подобряване на музикални инструменти, по-специално струни.
Тъй като все още имаме различни звукови сигнали - не само същата честота! В допълнение към честотата на често използваните понятия като височината на звука, звука, сила. Всеки един от тези силно субективни оценки отговарят на определени физически характеристики на звуковата вълна на.
Да започнем с това, че звукът не е просто вълна, която, например, можем да издава никакъв звук генератор. Обикновено, звук е сложен сигнал, който е резултат от наслагването на няколко вълни с различни честоти. Този набор се нарича звуков спектър.
Спектър - това е, което включва честотата на звука. Тези честоти се различават по броя на херц (цикъла в секунда).
Ако някои от звукови вибрации, присъстващи в определен честотен диапазон, например 10-100 Hz, такъв спектър се нарича непрекъснат. В природата, тези звуци не съществуват.
Ако спектър звукови вибрации се състои от само няколко честоти (обертонове) на този диапазон, то е изключено. Този звук се възприема с повече или по-малко от определена височина. Този звук се нарича тон. (Понякога, на някакъв вид неблагозвучните състав музиканти казват, че е атонален - коренът на думата е именно в областта на физиката).
Стъпката се определя от най-ниската честота на спектъра. Тя се нарича основната в този спектър.
звук цвят, тембър, определя интензивността на обертоновете. С други думи, ние различаваме записки, направени от нотите на цигулка, пиано взети. Защо? В крайна сметка, всяка нота - това е просто някаква фиксирана лихва! Въпросът е в приказка - честоти, които съпътстват основната честота и са разположени в близост до него. Важно е също така тяхната интензивност. Изкуствено създаване (генериране) честотата, с определено ниво, е възможно в лабораторията, за да създадете звука на всеки музикален инструмент - от флейти и завършва с шотландски гайди. Това явление се основава синт звук. Виждате ли колко е важно да се знае характера на звука!
Между другото, каква е интензивността? При интензивно разбере осреднен по време стойност на плътността на енергията, която носи звуковата вълна. Wave трябва да има минимална стойност интензивност (праг на слуха), така че всичко, което можеше да я чуе.
Прагът на слуха е едно и също нещо дълбоко субективен, а освен това е много зависим от честотата на звука. Най-податливи човешкото ухо за ниски честоти. Ето защо, когато съседите си зад стена силна музика свири, ще, за съжаление, само баса се чуваше - тъй като те имат най-ниска степен.
Най-доброто нещо, което чуваме честоти от 20 Hz до 4.1 кХц. Най-лошото от всички честоти се възприемат в областта на 2 кХц. Прагът на слуха се измерва във ватове / квадратен метър. Когато интензивността на реда на 1,10 W / m2 определя прага на болката. Wave вече не се възприема от ухото като звук. Забелязали ли сте, че след като е прекарал цяла нощ в дискотека, веднага след приключването му ли известно време чух по-лошо? Това е точно на прага на болка, или по-скоро неговите последици. Прагът на болката зависи и от честотата. Той най-голямото в 1-2 KHz, най-малката в горните честоти.
Субективно оценява обемът се увеличава по-бавно от интензитета на звуковите вълни. Ако Математически погледнато, интензивността нараства експоненциално, и arifmkticheskoy на силата на звука, т.е. линейно.
Най-слабото чува звук, който стигна до тъпанчето носи 1 цент. енергия, равна на около 10 -16 J и най-високия звук (реактивен ракетен двигател на няколко метра) J-10 -4. Затова властта е най-силният звук е около хиляда милиарда пъти по-голяма от най-слабите. Но това не е силата на звука. За звуци по принцип не може да се каже, че един от тях в две, три, и още повече, че в милиони или милиарди пъти по-силно от другото. За звуци с различна сила на звука, казват един по-силен от другия не е в толкова много време, а толкова много единици. Volume Unit naazyvaetsya децибели (db). Например, листа шумолене обем възлиза 10db човешки шепот-20db, уличния шум, 70 db. Обемът на шум на 130db усети кожата и предизвиква усещане за болка. За обема на уличния шум, например, може да се каже, че това е 60 децибела по-високо от обема на шумолящи листа.
Как да се изчисли силата на звука? Например, усилвател усилва звука на 10,000 пъти. Колко децибели него?
Тя е универсална формула. Това е основната PA оборудване - което от двете сигнал не се усилва. L - обем в db, I, I0 - интензивност усилва и номинални стойности, съответно (вместо интензитет стойности могат да бъдат доставени напрежение, ток, мощност и т.н.). Ако сменяте на числителя и знаменателя, получаваме няма печалба, както и отслабването на номиналната сигнал. За нашите задача 10000 пъти - това ще бъде съотношение I / I0. Следователно:
Колко усилия ще трябва да прекарат за трансформиране на прости вибрации на въздуха в един прекрасен звук! Учителю, прави музикални инструменти, сложи сърцата им и всичко на опита, натрупан през годините в създаването му. И ние можем да се чудите само как те трансформират обикновени въздушни вълни на страхотна музика!
Модерните технологии прави възможно много точно симулира звука на тези инструменти. Съвременните синтезатори включват над 100 различни "музикални инструменти": цигулка, на органи, флейта, пиано, виолончело, китара, обой. Синтетичен прецизен звук зависи от точността на инструмента да се определи базово звуковите честоти и обертонове. Сравнително евтини клавиатури - децата, например, не използват всички оттенъци и точността на своите малки изисквания, наложени. Звукът е остър, не е жив. Добри електронни пиана не се различават по звук от реалността, а разходите за тяхното много по-ниски.
На физиката на звук и всички са базирани радиоелектронни устройства за обработка на звук: усилватели, миксери, еквалайзери. Звук те считат, тъй като напрежението, ток. Промяна на честотата, фаза, амплитуда, както и други характеристики, те се отразяват на звуковите вълни, засилване гласа си, променяйки я тон, интензитет, височина и други характеристики. В момента на разположение са много звукови карти, които дават възможност за записване на аудио върху твърдия диск на компютъра и да работим върху него програмен път. има значителен брой различни програми на пазара, много от които са разгледани в това ръководство.
След като приключва с физиката на звука, вие ставате по-добре сами да се представят своята същност. Можете да изчезне суеверен страх от техниката. Ще се почувствате създател. Тази книга ще ви помогне да го направи възможно най-скоро!