Definícia výšky tónu (fyzika): Pochopenie frekvencie zvuku

Určite ste už počuli o hudobných virtuózoch s „dokonalou výškou tónu“, ale čo je to výška tónu? A čo operný spevák, ktorý vie spievať notu tak čistú, že rozbije krištáľové sklo? Všetky tieto javy súvisia s frekvenciou zvukových vĺn.

Zvukové vlny a frekvencie

Zvukové vlny sú vibrácie v médiu, ktoré dokáže vnímať ľudské ucho. Oscilácie v médiu, ako je vzduch, sa šíria od zdroja k vám a prenášajú vibrácie na ušné bubny, ktoré váš mozog interpretuje ako zvuk.

Vlnu popisujevlnová dĺžka(vzdialenosť medzi vrcholmi vĺn), jeho rýchlosť (ako rýchlo sa šíri cez médium) a jehofrekvencia​.

Frekvencia zvukovej vlny je to, koľkokrát vibruje za sekundu, meraná v Hertzoch, kde 1 Hertz (Hz) = jeden cyklus za sekundu (1 / s). Vlnová dĺžka zvukovej vlny je vzdialenosť medzi dvoma po sebe nasledujúcimi vrcholmi vĺn. Spravidla sa meria v jednotkách metrov (m). Rýchlosť zvukovej vlny,v, priamo súvisí s frekvencioufvlnová dĺžkaλcez

v = \ lambda f

V hudobnom nástroji alebo v hlasovej skrini vytvárajú stojaté vlny špecifické zvuky alebo noty, ktoré zodpovedajú frekvencii vibrácií.

Definícia výšky tónu

V psychoakustike sasmolazvuku je v podstate popis frekvencie zvuku. Rôzne výšky tónu zodpovedajú rôznym frekvenciám. Vysoká výška tónu znamená vysokú frekvenciu a nízka výška tónu znamená nízku frekvenciu.

Rozteč možno tiež opísať ako kvalitu zvuku, ktorá vám umožní označiť ho ako „vyšší“ alebo „nižší“ pre vaše ucho. Niekto s dokonalou výškou tónu má ucho tak naladené, že dokáže poznámku presne identifikovať podľa jej počutia. Obzvlášť talentovaní jednotlivci môžu po jednom vypočutí dokonca prehrať celú hudbu.

Dosahovanie správnych nôt

Ako operná speváčka svojím hlasom rozbije pohár? Spievaním čistej noty, ktorá zodpovedá prirodzenej frekvencii vibrácií skla. To spôsobí, že sklo vibruje so zvyšujúcou sa amplitúdou, až kým sa nerozbije!

Možno ste počuli, ako sú speváci kritizovaní a hovorili im, že znejú „smolne“. Znamená to, že nezasiahnu noty úplne správne a niektoré padajú naplocho (tiež mierne) nízke tóny) a iné ostré (mierne príliš vysoké tóny.) V podstate „pitchy“ je menej extrémna verzia „off key“, čo znamená, že v skutočnosti netrafíte žiadnu z nôt. všetko.

Ďalšie vlastnosti zvuku

Existuje veľa aspektov zvuku, ktoré by ste možno chceli opísať. Jedným z najjasnejších jehlasitosť. Bežným spôsobom prezentácie vnímanej hlasitosti zvuku je použitie decibelovej stupnice (dB), kde je intenzita zvuku v decibeloch:

\ text {intenzita v decibeloch} = 10 \ log {\ frac {I} {I_0}}

kdeJaje akustický výkon na jednotku plochy vo wattoch na meter štvorcový aJa0​ = 10-12 W / m2 sa považuje za hranicu pre ľudský sluch.

Decibelová škála je užitočná, pretože ľudia nevnímajú hlasitosť lineárne. To znamená, že zvuk s dvojnásobnou intenzitou sa môže javiť ako viac ako dvakrát tak hlasný, keď začal ticho, a menej ako dvakrát tak hlasný, ak už začínal trochu nahlas. Decibelová škála poskytuje čísla, ktoré viac zodpovedajú nášmu vnímaniu.

Timbreje vnímaná kvalita zvuku noty v hudbe. Aj keď môžete hrať na rovnakej gitare ako na klavíri, vaše ucho dokáže rozpoznať rozdiel. Keď je gitarová struna zatrhnutá, vytvára danú notu vibrovaním na jej základnej frekvencii súčasne vibruje aj pri hodnotách podtextu, ale s oveľa menšou amplitúdou (nižšia objem).

To isté sa stane, keď sa hrá na klavír a rozdiely vo fyzikálnych vlastnostiach týchto nástrojov sa dajú prepožičať na rôzne kombinácie a relatívne silné podtexty, čo vám umožňuje rozlišovať medzi týmito dvoma nástrojov.

  • Zdieľam
instagram viewer