Звуковые колебания определениее

О звуковых колебаниях

Звуком, в узком смысле слова, называются колебания окружающей нас среды, при которых возникают слуховые ощущения. В широком смысле звуковым колебанием можно считать всякое более или менее периодическое волнообразное движение в твердом, жидком или газообразном теле. В последнем смысле можно говорить о звуках, доступных нашему восприятию и недоступных. Среди звуков различают музыкальные тоны и шумы. Если посредством регистрирующих приборов записать музыкальный тон, то получится очень неправильная кривая линия. По формуле Fourier эту кривую можно разложить на ряд более простых линий, которые представят собой не что иное, как графическое изображение компонентов данного музыкального тона. Линия одного компонента музыкального тона обычно представляется в виде кривой - синусоиды, т. е. в виде изображения правильного, простого гармонического периодического колебания звучащей массы. В природе простых гармонических колебаний не встречается, но их можно искусственно получить посредством особых камертонов с нагрузкой (камертоны Bezold - Edelmann'a).

Каждая частица такого камертона, вибрируя около положения своего равновесия подобно маятнику, удаляется от него на некоторое расстояние, в каждый данный момент зависящее от времени, прошедшего от начала колебания. Отклонение колеблющейся частицы - от положения покоя равняется синусу дуги, возрастающей пропорционально времени, протекшему от начала "колебания. На этом основании графическое изображение отклонения колеблющейся частицы за известное время и называется синусоидой. Чистые тоны отличаются между собой: 1) амплитудой, определяющей силу звука, и 2) частотой колебаний, определяющей высоту звука. Музыкальные инструменты, человеческий голос и т. д. не дают чистых тонов, а образуют сложные звуки, представляющие собой большей частью комплекс чистых тонов. Образование сложных звуков обусловлено способностью звучащих тел колебаться не только в целом (образование основного тона), но и своими частями, которые, в свою очередь, образуют звуки разной силы и высоты. Эти звуки, называемые призвуками, обертонами или гармониками, наслаиваясь на основной тон, придают слуховому ощущению особый характер, называемый тембром или окраской звука. Шум отличается от тона тем, что здесь мы имеем дело с неправильными, не периодическими звуковыми вибрациями. Шум играет роль в физиологии речи, обусловливая характеристику разных звуков алфавита (типичный образец - звук "ш"). Разновидностями шумов является свист ("с"), жужжание ("ж"), грохот, дребезжание и др.

Ощущение тонов слагается из ощущений высоты, силы и тембра. Ощущение тембра понятно из приведенной выше резонансной теории, на способности же человека различать высоту и силу звука следует остановиться несколько подробнее.

Ощущение высоты звука. Человеческое ухо воспринимает звуки разных высот. Посредством камертонов Bezold - Edelmann'a, монохорда Struycken'a и свистка Galton'a установлено, что ухо начинает различать тоны приблизительно с 10 кол./сек. (так наз. нижняя граница слуха), а тон с меньшим числом колебаний вызывает только тактильное чувство вибраций бравшей камертона; с другой стороны, очень частые колебания, а именно более 21000 кол./сек. (верхняя граница слуха), также перестают восприниматься ухом. В промежутке между этими двумя границами все тоны без исключения различаются нормальным ухом, и их расположение в ряд называется непрерывной тонскалой (см. стр. 253). Восприятие очень низких и высоких звуков индивидуально колеблется, поэтому установить точную границу нормального человеческого слуха не удается.

Звуки от 10 до 30 кол./сек. называют областью нижней границы нормального слуха и от 16384 до 21000 кол./сек. - областью верхней границы. Если человек не слышит звуков области нижней границы, то говорят о повышении нижней границы и, наоборот, при отсутствии восприятия звуков области верхней границы говорят о понижении верхней границы.

Звуковая волна (звуковые колебания) - это передающиеся в пространстве механические колебания молекул вещества (например, воздуха).