Высота тона зависит от частоты колебаний. Чем больше частота, тем выше кажется звук
Звуковые волны, как и другие волны, характеризуются такими объективными величинами, как частота, амплитуда, фаза колебаний, скорость распространения, интенсивность звука и другими. Но. кроме этого, они описываются тремя субъективными характеристиками. Это - громкость звука, высота тона и тембр.
Чувствительность человеческого уха различна для разных частот. Для того чтобы вызвать звуковое ощущение, волна должна обладать некоторой минимальной интенсивностью, но если эта интенсивность превышает определенный предел, то звук не слышен и вызывает только болевое ощущение. Таким образом, для каждой частоты колебаний существует наименьшая (порог слышимости) и наибольшая (порог болевого ощущения) интенсивность звука, которая способна вызвать звуковое ощущение. На рисунке 15.10 представлена зависимость порогов слышимости и болевого ощущения от частоты звука. Область, расположенная между этими двумя кривыми, является областью слышимости. Наибольшее расстояние между кривыми приходится на частоты, к которым ухо наиболее чувствительно (1000-5000 Гц).
Если интенсивность звука - величина, объективно характеризующая волновой процесс, то субъективной характеристикой звука является громкость Громкость зависит от интенсивности звука, т.е. определяется квадратом амплитуды колебаний в звуковой волне и чувствительностью уха (физиологическими особенностями). Так как интенсивность звука \(~I \sim A^2,\) то чем больше амплитуда колебаний, тем громче звук.
Высота тона - качество звука, определяемое человеком субъективно на слух и зависящее от частоты звука. Чем больше частота, тем выше тон звука.
Звуковые колебания, происходящие по гармоническому закону, с определенной частотой, воспринимаются человеком как определенный музыкальный тон. Колебания высокой частоты воспринимаются как звуки высокого тона, звуки низкой частоты - как звуки низкого тона. Диапазон звуковых колебаний, соответствующий изменению частоты колебаний в два раза, называется октавой. Так, например, тон "ля" первой октавы соответствует частоте 440 Гц, тон "ля" второй октавы - частоте 880 Гц.
Музыкальным звукам соответствуют звуки, издаваемые гармонически колеблющимся телом.
Основным тоном сложного музыкального звука называется тон, соответствующий наименьшей частоте, которая имеется в наборе частот данного звука. Тоны, соответствующие остальным частотам в составе звука, называются обертонами. Если частоты обертонов кратны частоте \(~\nu_0\) основного тона, то обертоны называются гармоническими, причем основной тон с частотой \(~\nu_0\) называется первой гармоникой, обертон со следующей частотой \(~2 \nu_0\) - второй гармоникой и т.д.
Музыкальные звуки с одним и тем же основным тоном различаются тембром, который определяется наличием обертонов - их частотами и амплитудами, характером нарастания амплитуд в начале звучания и их спадом в конце звучания.
При одной высоте тона звуки, издаваемые, например, скрипкой и пианино, отличаются тембром.
Восприятие звука органами слуха зависит от того, какие частоты входят в состав звуковой волны.
Шумы - это звуки, образующие сплошной спектр, состоящий из набора частот, т.е. в шуме присутствуют колебания всевозможных частот.
Литература
Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. - Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. - С. 431-432.
Музыкальные звуки с одним и тем же основным тоном различаются тембром, который, в основном, определяется частотами и амплитудами обертонов. Мы узнаем знакомые голоса и музыкальные инструменты именно по тембру.
Громкость звука зависит от интенсивности звука .
Наименьшая интенсивность звуковой волны, которая может быть воспринята органами слуха называется порогом слышимости I 0 .
Стандартный порог слышимости принимается равным
I0 =10-12 Вт/м2
при основной частоте 1 кГц.
Наибольшая интенсивность звуковой волны, при которой восприятие звука не вызывает болевого ощущения, называется порогом болевогоощущения илипорогом осязания . Порог осязания зависит от частоты звука и изменяется от0,1 Вт/м 2 при 6 кГц до10 Вт/м 2 при низких и звуковых частотах.
Диапазон интенсивностей воспринимаемых нами звуков очень велик.
22) Закон Вебера-Фехнера. Шкала уровней громкости звука. Кривые равной громкости.
В основе создания шкалы уровней громкости лежит психофизический закон Вебера-Фехнера:
если раздражение увеличивается в геометрической прогрессии (т.е. в одинаковое число раз), то ощущение этого раздражения возрастает в арифметической прогрессии (т.е. на одинаковую величину).
Применительно к звуку это означает, что если интенсивность звука принимает ряд последовательных значений, например aI 0 , a 2 I 0 , а 3 I 0 , … (а – некоторый коэффициент,а>1 ), то соответствующие им ощущения громкости звукаЕ 0 , 2Е 0 , 3Е 0 , …
Математически это означает, что громкость звука пропорциональна логарифму интенсивности звука. Если действуют два звуковых раздражения с интенсивностямиI иI 0 , причемI 0 – порог слышимости, то на основании закона Вебера-Фехнера громкость относительноI 0 связана с интенсивностью следующим образом:
где k -коэффициент пропорциональности
Условно считают, что на частоте 1 кГц шкалы громкости и интенсивности звука полностью совпадают
Для отличия от шкалы интенсивности звука в шкале громкости децибелы называют фонами (фон).
Громкость на других частотах можно измерить, сравнивая исследуемый звук со звуком частотой 1 кГц.
На практике громкость звука можно оценить по так называемым кривым равной громкости ,
Каждая из кривых объединяет звуки одной и той же громкости, измеряемой в фонах. При этом принято, что громкость любого звука в фонах совпадает с уровнем интенсивности равногромкого звука (в децибелах) на частоте 1 кГц: кривой порога слышимости соответствует уровень громкости 0 фон.
Каждая промежуточная кривая отвечает одинаковой громкости, но разной интенсивности звука для разных частот.По отдельной кривой равной громкости можно найти интенсивности, которые при определенных частотах вызывают ощущение этой громкости. Используя совокупность кривых равной громкости, можно найти для разных частот громкости, соответствующие определенной интенсивности.
Метод измерения остроты слуха называется аудиометрией: на специальном приборе(аудиометре) определяют порог слухового ощущения на разных частотах; полученная кривая называетсяаудиограммой .Сравнивая аудиограмму пациента с нормальной кривой порога слухового ощущения, можно диагностировать заболевание органов слуха.
А теперь второй лист, т. е. молекулярная физика
Термодинамическая система
Термодинамической системой можно считать любую совокупность материальных тел, взаимодействующих потоками энергии и вещества друг с другом и с телами внешней среды
Термодинамическая система может быть открытой, закрытой,изолированной и идеальная терм.ден.система – адиабатная
Свойствами являются, например, давление, температура, удельный объём, плотность(характеризуют состояние рассм. Системы)
Давление р – макроскопическая характеристика, отражающая молекулярную природу жидкости или газа. Давление численно равно силе воздействия молекул на некоторую поверхность, отнесённую к величине этой поверхности Единица измерения давления – паскаль (Па),
Температура t – физическая величина, характеризующая степень нагретости тела, °С. Она, как и давление, проявляет микроскопическую при-
роду вещества, выводя её на наглядный макроскопический уровень. Температура выступает как мера интенсивности теплового движения молекул Абсолютная температура Т, К, отсчитывается по шкале Кельвина:Т = t + 273,15.
Удельный объём v – это объём единицы массы вещества, м3/кг. Обратную удельному объёму величину называют плотностью: ρ, кг/м3.
Мы от рождения до смерти пребываем в океане звуков. В городе мы постоянно слышим звуки движущихся машин, разговоры прохожих, фоновые шумы. Дома работают электроприборы, мы включаем телевизоры, радиоприемники, компьютеры. Можно не замечать эти звуки, не обращать на них внимания, но они влияют на наше мировосприятие и на самочувствие. Когда мы находимся, как кажется в тишине, за городом, на природе звуки все равно существуют вокруг нас. листвы, жужжание насекомых, шелест шагов по траве. Абсолютной тишины на Земле в естественных условиях не существует.
С точки зрения физики звук - это упругие волны, распространяющиеся в среде и создающие в ней механические колебания. От чего зависит высота звука и другие наши ощущения?
С точки зрения физиологии звук связан со слухом. И напрямую связан с нашими органами чувств.
Средой для распространения звуковых волн может быть воздух, вода, металл и другие вещества.
Поскольку звук - это он описывается теми же параметрами, что и любая волна. Это частота, длина волны, амплитуда, вектор волны (направление), скорость.
Человек слышит звуки в диапазоне от 15 Гц до 20 000 Гц. Диапазон ниже уровня слышимости называется инфразвуком, выше уровня и до 1 Ггц называется ультразвуком. Выше 1 Ггц - это гиперзвук.
Высота звука
Единица измерения высоты звука это мел. Мелы распределяются по шкале через интервалы, которые на слух воспринимаются как равные.
Ученые обнаружили, что, если воспроизводить короткие импульсы с интервалом 5 миллисекунд, то на слух они будут восприниматься непрерывно.
Как любая информация наших органов чувств, звуковая информация обрабатывается мозгом. Рассмотрим, от чего зависит частота звука. Известен так называемый эффект Шепарда. Звукоряд, который создает иллюзию постоянно повышающегося или понижающегося тона, хотя на самом деле ничего не меняется. Это достигается наложением звуковых волн по октавам (кратным по частоте). Этот эффект интуитивно использовали Бах, Равель, Шопен.
Тоны звука
Сложный тон - это звучание нескольких частот сразу. Простой тон можно воспроизвести с помощью генератора звуковых сигналов, или камертоном. Сложный тон создается музыкальными инструментами и человеческим голосом. Спектр сложного тона состоит из основной частоты и множества дополнительных гармоник, так называемых обертонов. От чего зависит высота тона звука и самого звука? Она зависит от основной частоты тона. Но и интенсивность влияет на восприятие высоты звучания. Чем интенсивность больше, тем звук кажется ниже.
Громкость звука
Громкость звука характеризует уровень звукового ощущения. От чего зависит громкость и высота звука? Восприятие громкости звука - ощущение субъективное и зависит как от интенсивности звука, так и от возраста, пола, этнической принадлежности, условий прослушивания. Ощущение громкости описывается психофизическим законом Вебера-Фехнера. В соответствии с этим законом, если интенсивность звука растет в геометрической прогрессии, то ощущение громкости - в арифметической. (Логарифмическая зависимость). От чего зависит громкость и высота звучания? От множества причин. Высота звучания кажется ниже, когда громкость увеличивается. Человеку всегда низкие и высокие частоты кажутся тише, чем средние.
Тембр звука
Тембр определяется Окраску спектру придают обертоны (гармоники основной частоты). Они придают эмоциональную окраску любому звучанию. От чего зависят высота и тембр звука? Они зависят от конструкции и материалов музыкальных инструментов, от особенностей человеческого голоса. Возникающие многочисленные обертоны придают звучанию неповторимость.
Каждая из знаменитых скрипок Страдивари обладала уникальным тембром. Это определялось и формой резонатора, и типом дерева, и даже лаком покрытия.
Некоторые считают, что особенное восприятие звука человеком способствовало в древности его выживанию. Для анализа внешних шумов необходимо было понять, от чего зависит высота звука, вычленить из массы шумов, звуковых частот звуки подкрадывающегося хищника или вовремя услышать приближение какой-либо природной катастрофы.
Сейчас появилась возможность синтезировать любые звуки, обрабатывать существующие аудиозаписи для достижения нужного эффекта. Но еще на заре звукозаписи делались звуковые комбинации. Примером такого эффекта может служить знаменитый крик Тарзана, созданный искусственно в 1932 г.
Архитектурная акустика
От чего зависит Конечно, от помещения, в котором он возникает.
Об этом знали еще в древности и строили храмы с учетом акустических элементов, теоретическое обоснование для которых было разработано впоследствии. Это и акустическая форма куполов, и акустические раковины.
Высота звука
Высота звука - свойство звука, определяемое человеком на слух и зависящее в основном от его частоты , т. е. от числа колебаний среды (обычно воздуха) в секунду, которые воздействуют на барабанную перепонку . С увеличением частоты колебаний растёт высота звука. В первом приближении субъективная высота звука пропорциональна логарифму частоты - согласно закону Вебера-Фехнера . Звук, обладающий определённой высотой, в музыке называется тоном.
Основные сведения
Высота звука - субъективное качество слухового ощущения, наряду с громкостью и тембром , позволяющее располагать все звуки по шкале от низких к высоким. Для чистого тона она зависит главным образом от частоты (с ростом частоты высота звука повышается), но при субъективном восприятии также и от его интенсивности - при возрастании интенсивности высота звука кажется ниже . Высота звука со сложным спектральным составом зависит от распределения энергии по шкале частот.
Единицами измерения высоты звука в музыке являются тон , полутон , цент .
Также высоту звука измеряют в мелах - шкале высот, разность между которыми слушатель воспринимает как равную. Тону с частотой 1 кГц и звуковым давлением 2·10 −3 Па приписывают высоту 1000 мел; в диапазоне 20 Гц - 9000 Гц укладывается около 3000 мел. Измерение высоты произвольного звука основано на способности человека устанавливать равенство высот двух звуков или их отношение (во сколько раз один звук выше или ниже другого).
Измерение
Высота звука измеряется по относительной шкале: октавы, внутри октав - ноты. Октава - это музыкальный интервал, соответствующий отношению частот двух звуков, равному 2. (То есть для ноты с тем же названием в следующей октаве частота, выраженная в герцах, будет ровно в 2 раза выше, чем в текущей октаве).
Внутри октавы наименьший музыкальный интервал - полутон (музыкальный интервал между двумя ближайшими нотами в октаве, приблизительно соответствующий отношению частот двух звуков, равному . «Приблизительно», потому что в природе ноты внутри октавы расположены неравномерно (см. Пифагорейский строй , комма).
Соответствие нот в октавах конкретным частотам (в герцах) задаётся стандартами.
Во всём диапазоне значений высот их получить можно с помощью интервалов между короткими импульсами, например одиночными отсчётами интенсивности в дискретном времени t = ndt, где dt =22,7 мкс.
Звук с кажущейся постоянно повышающейся или понижающейся высотой - один из видов акустических иллюзий - называется тоном Шепарда .
Частотные сигналы сложного спектра без основной частоты (первой гармоники в спектре) называются резидуальными. Восприятие высоты частотного сигнала совпадает с восприятием высоты резидуальной версии такого же сигнала.
Примечания
Литература
- Газарян С. В мире музыкальных инструментов: Кн. для учащихся ст. классов. - 2-е изд. - М.: Просвещение, 1989. - 192 с.: ил.
См. также
- Критическая полоса слуха
- Изменение высоты звука (англ. )
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Высота звука" в других словарях:
Форма восприятия человеком частоты колебаний звучащего тела. С ростом частоты высота звука увеличивается. * * * ВЫСОТА ЗВУКА ВЫСОТА ЗВУКА, качество звука, форма восприятия человеком частоты колебаний звучащего тела. С ростом частоты высота звука… … Энциклопедический словарь
высота звука - субъективное качество звуков, обусловленное их частотой. По частоте звуки могут определяться как низкие или высокие. Словарь практического психолога. М.: АСТ, Харвест. С. Ю. Головин. 1998. высота звука … Большая психологическая энциклопедия
Качество звука, форма восприятия человеком частоты колебаний звучащего тела. С ростом частоты высота звука увеличивается … Большой Энциклопедический словарь
Качество звука, определяемое человеком субъективно на слух и зависящее в осн. от частоты звука. С ростом частоты В. з. увеличивается (т. е. звук становится «выше»), с уменьшением частоты понижается. В небольших пределах В. з. изменяется также в… … Физическая энциклопедия
Субъективное качество звуков, обусловленное их частотой, т.е. числом колебаний в секунду. На этом основании звуки могут быть определены как низкие или высокие. В качестве единицы высоты звука выступает мел … Психологический словарь
Высота звука - характеристика слухового восприятия, позволяющая распределить звуки по шкале от низких до высоких частот. Зависит преимущественно от частоты, но также от величины звукового давления и формы волны звука … Российская энциклопедия по охране труда
высота звука - Качественная характеристика звука по частоте колебаний, определяемая органолептическим методом при помощи слуха. [ГОСТ 24415 80] Тематики пианино … Справочник технического переводчика
ВЫСОТА ЗВУКА - ВЫСОТА ЗВУКА. Субъективная характеристика восприятия звуков, определяемая их частотой (числом колебаний в единицу времени). Эта количественная характеристика слухового ощущения позволяет расположить звуки от низких к высоким. См. слух, тембр.… … Новый словарь методических терминов и понятий (теория и практика обучения языкам)
Если малыша, конечно такого, который слышал раньше, как играют на рояле, видел вблизи клавиши, попросить изобразить на инструменте птичку, то он начнет быстро перебирать клавиши на правой стороне клавиатуры, чтобы получить высокие звуки. Если же… … Музыкальный словарь
высота звука - зависит не только от частоты основного тона, но и от ряда дополнительных факторов, таких, как громкость, длительность и спектральный состав звучания. Высота звука сложного сигнала определяется самой низкой (основной) частотой, или присутствующей… … Русский индекс к Англо-русскому словарь по музыкальной терминологии
Высота тона характеризует высоту выговариваемых вами звуков и определяется частотной вибрацией вашей гортани. Для высокого голоса типична высокая частота вибрации, для низкого голоса, соответственно, - низкая частота вибрации.
Важным условием для немонотонного звучания голоса является умение охватить по крайней мере октаву, т.е. четыре ноты выше середины и четыре ноты ниже. Если вы лелеете честолюбивые замыслы прославиться, исполняя роли в шекспировских пьесах (а какой актер их не лелеет?!), вам необходимо научиться охватывать минимум две, а лучше всего - три октавы в своем диапазоне.
Громкость
Если есть микрофоны, то у вас нет необходимости говорить громко, поскольку индикатор громкости может зашкалить. Если ваш собеседник немного туговат на ухо, не забывайте, что одной громкости недостаточно. Для того чтобы такой человек слышал вас, нужен также резонанс.
Слышимость
Слышимость вашей речи зависит от того, в каком помещении вы выступаете и до кого хотите донести свою речь. Полнозвучный, роскошный голос отлично слышен во всех уголках каждой комнаты. Нет никакой необходимости напрягаться, чтобы ваш голос разнесся по помещению. Основанием вашего голоса должна быть диафрагма. Наберите в легкие побольше воздуха, чтобы контролировать свой голос.
Слышимость голоса не зависит от громкости. Совершенно не обязательно говорить громко, на повышенных тонах. Слышимость голоса - это способность применять все принципы верного управления голосом, чтобы ваш природный голос распространялся равномерно и был хорошо слышен.
Тембр
Тембр разрешает на слух идентифицировать разные голоса. Например, вы всегда отличите голос известного певца или актера, без усилий выделите голос ребенка среди голосов взрослых.
Экспрессия
Для того чтобы ваша речь стала выразительной, стремитесь визуально представить себе то, о чем вы сообщаете. Влейте оживленную нотку в ваше произношение, в звуки вашего голоса; внесите чувство и окраску в вашу речь.
В будничной жизни ваша речь наиболее красочна в неофициальном разговоре. Перенесите свое ораторское искусство в публичные выступления. Если вам нелегко это сделать, попробуйте записать на пленку какой-нибудь ваш разговор один на один с хорошим другом. Попытайтесь запамятовать о том, что магнитофон включен. Впоследствии, когда вы останетесь один, прослушайте запись и возьмите на заметку те места разговора, где вам в особенности пришлась по душе выразительность вашей речи, не забывая также о том, что вам не понравилось.
Упражняйтесь, декламируя стихи и драматические пьесы, и приучайтесь распознавать на слух необходимое выражение.
Помните, что любая экспрессия должна быть первым делом непринужденна. Чуждайтесь театральности и искусственности в своих речах.
Тон голоса характеризуется его высотой, вибрацией и модуляцией. Красивый голос выделяется легкими трансформациями тона. Интонации - это «взлеты» и «падения» голоса. Монотонность утомительна для слуха, так как неизменный тон применяет одну и ту же высоту. Отдельные люди не распознают отличие в тоне голоса. Однако с помощью изменения тона вы можете целиком и полностью переменить значение слов.