Вы, наверное, слышали о музыкальных виртуозах с «абсолютным слухом», но что такое высота звука? А как быть с оперным певцом, который может спеть такую чистую ноту, что разбивает хрустальный бокал? Все эти явления связаны с частотой звуковой волны.
Звуковые волны и частоты
Звуковые волны - это колебания в среде, которые могут восприниматься человеческим ухом. Колебания в среде, такой как воздух, распространяются от источника к вам, передавая вибрацию на барабанные перепонки, которые ваш мозг интерпретирует как звук.
Волна описывается своимдлина волны(расстояние между пиками волны), ее скорость (как быстро она распространяется в среде) и еечастота.
Частота звуковой волны - это количество колебаний, которые она совершает в секунду, измеряется в герцах, где 1 герц (Гц) = один цикл в секунду (1 / с). Длина звуковой волны - это расстояние между двумя последовательными пиками волны. Обычно он измеряется в метрах (м). Скорость звуковой волны,v, напрямую связана с частотойждлина волныλчерез
v = \ lambda f
В музыкальном инструменте или в вашем голосовом аппарате стоячие волны создают определенные звуки или музыкальные ноты, соответствующие частоте вибрации.
Определение шага
В психоакустикеподачазвука - это, по сути, описание частоты звука. Разные высоты соответствуют разным частотам. Высокий тон означает высокую частоту, а низкий означает низкую частоту.
Высота звука также может быть описана как качество звука, которое позволяет вам обозначить его как «выше» или «ниже» для вашего уха. У человека с абсолютным слухом слух настолько настроен, что он может распознать ноту, услышав ее. Особенно талантливые люди могут даже сыграть целое музыкальное произведение, услышав его один раз.
Правильные ноты
Как же оперная певица своим голосом разбивает стакан? Петь чистую ноту, соответствующую собственной частоте вибрации стекла. Это заставляет стекло вибрировать с нарастающей амплитудой, пока не разобьется!
Возможно, вы слышали, как певцов критиковали и говорили, что они звучат «как смоль». Это означает, что они не совсем правильно берут ноты, а некоторые падают плашмя (немного слишком низкий по высоте) и другие резкие (немного завышенные по высоте). По сути, «смолистая» - это менее экстремальная версия «не по тональности», что означает, что на самом деле ни одна из нот не будет все.
Другие качества звука
Есть много аспектов звука, которые хотелось бы описать. Один из самых очевидных -громкость. Распространенный способ представления воспринимаемой громкости звука - использование шкалы децибел (дБ), где интенсивность звука в децибелах равна:
\ text {интенсивность в децибелах} = 10 \ log {\ frac {I} {I_0}}
гдея- звуковая мощность на единицу площади в ваттах на квадратный метр, ия0 = 10-12 Вт / м2 считается порогом человеческого слуха.
Шкала децибел полезна, потому что люди не воспринимают громкость линейно. То есть звук с удвоенной интенсивностью может казаться более чем в два раза громче, когда он начинался тихо, и менее чем в два раза громче, если он уже начался несколько громко. Шкала децибел дает числа, более соответствующие нашему восприятию.
Тембрвоспринимаемое качество звука ноты в музыке. Хотя вы можете сыграть на гитаре ту же ноту, что и на пианино, ваше ухо может заметить разницу. Когда гитарная струна дергается, создавая определенную ноту за счет вибрации на ее основной частоте, она одновременно вибрирует и на значениях обертона, но с гораздо меньшей амплитудой (более низкая объем).
То же самое происходит при игре на клавишах пианино, и различия в физических свойствах этих инструментов приводят к тому, что к различным комбинациям и относительной силе обертонов, что позволяет различать эти два инструменты.
