Частота звуковых колебаний

Звуки распространяются быстро - примерно с такой же скоростью идет продвижение сайтов у некоторых фирм. Распространяющиеся "сгустки" плотности воздуха могут чередоваться друг с другом с различной частотой. Соответственно, и слышимый при этом звук будет иметь различную высоту. Воздушные волны, где зоны повышенной и пониженной плотности располагаются далеко друг от друга (то есть имеют малую частоту колебаний), будут восприниматься как низкие, басовые звуки. И наоборот, если зоны повышенной и пониженной плотности воздуха чередуются друг с другом с высокой частотой, то слышимый звук будет высоким по тембру (рис. 1.3 а.б).

Частоту колебаний в секунду обычно принято обозначать в таких единицах, как герц, или сокращенно - Гц. К примеру, если частота воздушной волны составляет 200 Гц, то это означает, что колебания плотности воздуха происходят 200 раз в секунду. Но в герцах обозначают не только частот)' колебаний воздушной волны, но и частоту любых других по природе колебаний. Так, бытовая электрическая сеть в наших квартирах имеет частоту 50 Гц. Это означает, что поток электронов 50 раз в секунду меняет свое направление на противоположное.

Если частота колебаний очень высокая, то к обозначению "герц" добавляют приставку кило (к), говорящую о том, что числовое значение надо умножить на 1000. Частота 5 кГц означает то, что колебания совершаются 5000 раз в секунду.

Человеческое ухо способно уловить звуки далеко не всех частот. Считается, что звуки частотой ниже 20 Гц и выше 20 кГц мы не слышим (рис. 1.4). Реально диапазон нашего звукового восприятия даже более узкий, гак как с возрастом человек начинает хуже слышать высокие частоты. Но так или иначе, звуковым диапазоном считается именно диапазон 20 Гц - 20 кГц. Если заглянуть в паспортные характеристики на любую современную бытовую аудиоаппаратуру достаточно высокого класса, то мы увидим там именно эти или близкие к этим цифры, говорящие о том, что устройство способно воспроизвести полный звуковой диапазон.

Звуки, лежащие выше 20 кГц, называются ультразвуком. Человеческое ухо их не слышит и не ощущает. Между тем, ультразвук широко используется в современной промышленности и технике. Медицину, химию, строительство, лабораторные исследования и многие другие отрасли народного хозяйства сегодня попросту невозможно представить без использования ультразвука. В природе некоторые животные (например, летучие мыши) используют ультразвуковое излучение для определения расстояния до объекта и ориентирования в пространстве.

Звуки, частота которых лежит ниже 20 Гц, называются инфразвуком, и отдельные музыкальные инструменты, например орган, могут их воспроизводить. Такие низкие частоты хотя и не воспринимаются ухом, но, тем не менее, чувствуются всем организмом и зачастую создают ощущение тревоги и опасности. Однажды американский физик Роберт Вуд, который, как известно, всю свою жизнь оставался большим ребенком и великим шугником, дружески посоветовал театральному постановщику Джильберту Миллеру использовать инфранизкие частоты для создания атмосферы таинственности на спектакле.

"...Это было выполнено с помощью органной "сверхтрубы", длиннее и толще тех, которые применяются в церковных органах... Последовал эффект вроде того, который предшествует землетрясению. Стекло в канделябрах старинного "Lyric" зазвенело, и все окна задребезжали. Все здание начало дрожать, и волна ужаса распространилась на Шефтсбери Авеню. Миллер распорядился, чтобы "такую-сякую" органную трубу немедленно выкинули..."

Тесно связано с частотой (высотой) звука и такое фундаментальное музыкальное понятие, как "строй". При прослушивании человеком волн всего звукового диапазона он обнаруживает феноменальное чувство схожести звуков, частоты которых отличаются друг от друга ровно в два раза. В соответствии с этим была разработана современная система звуковысотных соотношений, в которой каждый звук имел фиксированную высоту. Такая система (известная как равномерно-темперированный строй) появилась в XVII веке и состоит из нескольких октав, каждая из которых разбита внутри себя на 12 равных частей - полутонов, отличающихся друг от друга в 1,0595 раза.

Таким образом, любая нота (к примеру, до) отличается по частоте от одноименной ноты следующей октавы в два раза и воспринимается с ней на слух очень похоже (как говорят, звучит в унисон).

Поиск по сайту: