 |
 |
 |
 |
Колебания, амплитуда которых с течением времени не изменяется, называются незатухающими. Примером незатухающих колебаний могут быть звуковые колебания, создаваемые громкоговорителем, подключенным к выходу генератора звуковых частот.
Звуковое давление. Процесс распространения звуковых колебаний в воздухе сопровождается периодическими изменениями давления. Звуковым давлением называется переменная
часть давления, возникающего в н<идкой или газообразной среде при прохождении через нее звуковых волн. Звуковое давление измеряется в ньютонах на квадратный метр (н/м"). На практике обычно измеряют не абсолютное значение звукового давления, а уровень звукового давления. За единицу уровня звукового давления принят децибел {дб).
Человеческое ухо начинает воспринимать звук только в том случае, если звуковое давление достигает определенной величины. В связи с этим вводится понятие о inopore слышимости. Порогом слышимости называется минимальное звуковое давление, воспринимаемое слуховым аппаратом.
Порог слышимости зависит от частоты и индивидуальных особенностей слухового аппарата. Чрезмерно большое звуковое давление вопринимается в виде боли, может привести к повреждению барабанной перепонки и потере слуховым аппаратом способности воспринимать звуковые колебания. Минимальное звуковое давление, вызывающее ощущение боли, называется болевым порогом.
Громкость звука. Человеческий слуховой аппарат обладает способностью воспринимать звуковые колебания, значительно различающиеся по громкости. Для оценки громкости звука, создаваемого различными источниками, вводится понятие о единице уровня громкости звука - фоне.
Уровень громкости звука и уровень звукового давления связаны между собой пропорциональной зависимостью. Увеличение уровня звукового давления вызывает соответствующее увеличение уровня громкости звука. Уровень громкости звука эталонной
Рис. 2. Виды колебаний: а - незатухающие, б - затухающие
частоты (1000 гц), выраженный в фонах, численно равен уровню звукового давления в децибелах. Так, например, уровень громкости в 5 фон обладает уровнем звукового давления в 5 дб. Для сравнения приводится таблица уровней громкости звука, создаваемых различными источниками (табл. 1). Слишком громкий или тихий звук утомляет человеческий слуховой аппарат, поэтому во всех комплектах усилительных устройств имеются специальные приборы - регуляторы громкости, при помощи которых можно поддерживать в зрительном зале нормальный уровень громкости (60-70 фон).
Таблица 1
Уровни громкости различных источников звука
Звук или njyM | Уровень | Уровень | |
громкости, фон | Звук или шум | громкости, фон | |
Порог слышимости . . | Аплодисменты .... | ||
Шепот на расстоянии | Громкая музыка по ра- | ||
1 .1/......... | дио ......... | ||
Самая тихая игра на | Шум в поезде метро . | ||
скрипке ....... | Громкий автосигнал | ||
Не1ромкая музыка . . | (5 м)........ | ||
Раз1 овор средней гро.ч- | Работа пневматическо- | ||
кости ........ | го молота ...... | ||
Шум грузового автомо- | Сильный удар грома . | ||
биля (10-20 м) . . . | Болевой порог .... |
Дифракция и интерференция. Звуковые волны, встречая на своем пути препятствия, изменяют направление распространения, т, е, обладают способностью огибать препятствия. Способность звуковых волн огибать препятствия называется д и ф р а к-д и е й. Это свойство особенно заметно на нижних частотах, которые имеют большую длину волны.
Если в помещение одновременно попадают два звуковых колебания одной частоты, то в результате их взаимодействия происходит усиление или ослабление результирующей волны. Способность звуковых волн одинаковой частоты складываться в пространстве называется интерференцией.
Очевидно, что конечный результат взаимодействия будет зависеть от соотношения амплитуд и фаз отдельных колебаний. При взаимодействии колебаний с одинаковыми фазами амплитуда колебаний и громкость звука увеличиваются (рис. 3,а), а при сложении колебаний с противоположными фазами - уменьшаются (рис. 3, б).
Высота тона и тембр звука. Человеческий слуховой аппарат блaдaeт большей чувствительностью на средних частотах и меньшей - на нижних и верхних. Частота колебаний восприни-
мается ухом человека как высота тона звука. Одинаковые изменения частоты колебаний воспринимаются как одинаковые изменения высоты тона звука. Тоном называется звук, обладающий определенной высотой. Чем больше частота колебаний, тем выше тон звука.
Основной мерой, определяющей степень изменения частоты, является октава. Изменение высоты тона на одну октаву соответствует увеличению частоты звуковых колебаний в два раза. Октавой называется интервал высоты, в котором отношение крайних частот равно двум. Например, звуки соответствующие частотам 500 и 1000 гц, различаются по высоте тона на одну октаву, так как отношение этих частот равно двум.
Музыкальные звуки отличаются от шумов наличием тона определенной высоты. Источниками музыкальных звуков являются различные музыкальные инстру* менты и человеческий голос. Звуковые колебания, создаваемые этими источниками, имеют сложную форму и состоят из синусоидальных колебаний кратных частот (различающихся в целое число раз).
Основным тоном называется низшая частота звукового колебания, определяющая высоту звука. Высшими гармониками называются колебания, частота которых в целое число раз больше частоты основного тона. В звуковом колебании с основной частотой 500 гц вторая гармоника будет иметь частоту 1000 гц, третья 1500 гц и т. д. Наличие в звуковом колебании основного тона и высших гармоник придает звуку определенную окраску, или тембр. По тембру звука мы можем различать музыкальные инструменты и голоса людей.
Для обеспечения необходимых качественных показателей звуковоспроизводящая аппаратура киноустановок должна усиливать и воспроизводить без искажений не только основной тон, но и высшие гармоники.
Отражение и поглощение звука. При рассмотрении вопросов, связанных с распространением звуковых волн, мы исходили из предположения, что звуковые волны на своем пути не встречают никаких препятствий. Практически дело обстоит иначе. Звуковые волны, встречая на своем пути препятствие, частично отражаются от него или поглощаются им. Поглощение звука препят-
Рис. 3. Взаимодействие звуковы.х колебаний:
а - сложение колебаний с одинаковой частотой и фазой, б - сложение колебании с одинаковой частотой и противоположными фазами; / - результирующие колебания, 2 - взаимодействующие колебания
0 [ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100