Объективные и субъективные характеристики звука

Звуковые волны. Объективные и субъективные характеристики звука.

Ø Звук – продольная механическая волна определенной частоты

Ø Звуковые волны с частотами от 16 до 2104 Гц воздействуют на органы слуха человека, вызывают слуховые ощущения и называются слышимыми звуками. Звуковые волны с частотами менее 16 Гц называются инфразвуками, а с частотами более 2104 Гц – ультразвуками.

Ø Восприятие звука органами слуха зависит от того, какие частоты входят в состав звуковой волны.

Ø Скорость звука в воздухе

приблизительно 330 м/с

Ø Высота тона зависит от частоты: чем больше частота, тем выше тон.

Ø Громкость звука зависит от интенсивности звука, т.е. определяется амплитудой колебаний в звуковой волне. Наибольшей чувствительностью органы слуха обладают к звукам с частотами от 700 до 6000 Гц.

Субъективные характеристики звука	Объективные характеристики звуковых волн
Высота звука	Высота звука определяется частотой волны
Тембр (окраска звука)	Тембр звука определяется спектром звука
Громкость (сила звука)	Сила звука определяется интенсивностью волны (или квадратом ее амплитуды)
Рисунок 5.5.1. Рисунок 5.5.2. Частота звука измеряется числом колебаний частиц среды, участвующих в волновом процессе, в 1 секунду. Интенсивность волны измеряется энергией, переносимой волной в единицу времени через единичную площадку, расположенную перпендикулярно направлению распространению волны. Спектральный состав (спектр) звука указывает, из колебаний каких частот состоит данный звук и как распределены амплитуды между отдельными его составляющими. Различают сплошные (рисунок 5.5.1.) и линейчатые (рисунок 5.5.2.) спектры.

1.Важным видом продольных волн являются звуковые волны. Так называются волны с частотами 17 – 20000 Гц. Учение о звуке называется акустикой. В акустике изучаются волны, которые распространяются не только в воздухе, но и в любой другой среде. Упругие волны с частотой ниже 17 Гц называются инфразвуком, а с частотой выше 20000 Гц – ультразвуком.

Звуковые волны – упругие колебания, распространяющиеся в виде волнового процесса в газах, жидкостях, твердых телах.

2. Избыточное звуковое давление. Уравнение звуковой волны.

Уравнение упругой волны позволяет вычислить смещение любой точки пространства, по которому проходит волна, в любой момент времени. Но как говорить о смещении частиц воздуха или жидкости от положения равновесия? Звук, распространяясь в жидкости или газе, создает области сжатия и разряжение среды, в которых давление соответственно повышается или понижается по сравнению с давлением невозмущенной среды.

Если - давление и плотность невозмущенной среды (среды, по которой не проходит волна), а - давление и плотность среды при распространении в ней волнового процесса, то величина называется избыточным давлением. Величина есть максимальное значение избыточное давление (амплитуда избыточного давления).

Изменение избыточного давления для плоской звуковой волны (т.е. уравнение плоской звуковой волны) имеет вид:

,

где y – расстояние от источника колебаний точки, избыточное давление в которой мы определяем в момент времени t. Если ввести величину избыточной плотности и ее амплитуды так же, как мы вводили величину избыточного звукового давления, то уравнение плоской звуковой волны можно было бы записать так:

.

3. Объективные и субъективные характеристики звука.

Само слово «звук» отражает два различных, но взаимосвязанных понятия: 1)звук как физическое явление; 2)звук – то восприятие, которое испытывает слуховой аппарат (человеческое ухо) и ощущения, возникающие у него при этом. Соответственно характеристики звука делятся на объективные, которые могут быть измерены физической аппаратурой, и с убъективные, определяемые восприятием данного звука человеком.

К объективным (физическим) характеристикам звука относятся характеристики, которые описывают любой волновой процесс: частота, интенсивность и спектральный состав. В таблицу 3 включены сравнительные данные объективных и субъективных характеристик.

Дата добавления: 2014-10-23