Звук і його характеристики
Яким буває звук? Якими параметрами характеризується музичний звук? Як пов’язані характеристики звуку з параметрами хвилі?
Урок-практикум
МЕТА РОБОТИ. Визначити, якими параметрами можна охарактеризувати звук; навчитися зображати різні звуки у вигляді графіка хвилі.
ПЛАН РОБОТИ. Послідовно виконуючи завдання, вивчіть основні характеристики звуку.
Що мав на увазі поет, який написав вірш, уривок з якого наведено як епіграф, мабуть, знав лише він сам. Спробуємо серйозно відповісти на питання, чи можна прочитати звук або зобразити його. Ви, напевно, маєте уявлення про ноти і знаєте, що звук можна зобразити у вигляді символів – точок і кружечків на нотному стані. Вивчивши попередній параграф, ви також уявляєте, що з точки зору природничих наук звук – це хвиля тиску, яку можна зобразити у вигляді графіка. Наше завдання – розібратися, як можна зображувати різні звуки у вигляді таких графіків.
1. Сформулюйте, якого типу буває звук.
ПІДКАЗКА. Згадайте, які звуки ви чуєте на вулиці, по радіо. Спробуйте виділити два різних типи звуку.
2. Простому музичному звуку відповідає монохроматична хвиля. У музиці прості звуки розрізняються висотою. Зіставте висоті характеристику монохроматичному хвилі.
ПІДКАЗКА. Звуку “ля” першої октави відповідає частота 440 Гц, звуку “до” першої октави – частота 261,63 Гц.
Людське вухо сприймає звук з частотами приблизно від 16 Гц до 20 кГц. Проте організм людини сприймає і більш низький звук – інфразвук і болісно на нього реагує. При зовнішніх впливах, що викликаються механічної вібрацією або звуковою хвилею на частотах 4-8 Гц. людина відчуває переміщення внутрішніх органів, а при частотах 12 Гц – напад морської хвороби.
Звук з частотою більше 20 кГц – ультразвук не сприймається людиною. Однак різні тварини чують і видають ультразвук. Наприклад, кажани видають ультразвук в діапазоні 20-100 кГц і використовують його для локації, т. Е. Для визначення відстаней до об’єктів, розмірів і властивостей поверхонь об’єктів по відбитому звуку.
3. У музиці одна і та ж нота використовується для кількох різних звуків; при цьому до назви ноти додається назва октави. Виявляється, що частоти звуків, що розрізняються на октаву, різняться в два рази. Зобразіть на нотному стані звуки “ля” першої та другої октав і намалюйте графіки відповідних хвиль (залежність тиску звукової хвилі від часу).
4. У музиці одного й того ж простому звуку може соответствоват’ різна гучність (від піанісимо до фортіссімо). Дайте відповідь на питання, який характеристикою розрізняються дві ноти “ля” першої октави різної гучності. Зобразіть графіки двох цих хвиль.
Виявляється, що людське вухо сприймає звук таким чином, що незначне збільшення гучності відповідає великої зміни амплітуди звукової хвилі. Тому для вимірювання гучності порівнювати ні амплітуди хвиль, а їх логарифми. Відповідні одиниці називаються Беламі (Б). У таблиці наведена гучність різних звуків.
5. Музичні звуки розрізняються тембром. На малюнку 68, а зображена хвиля, відповідна чистої ноті “ля” першої октави (440 Гц), на малюнку 68, б – хвиля, що виходить при додаванні п’яти нот з частотами 440 Гц, 2х440 Гц, 3х440 Гц, 4х440 Гц і 5х440 Гц. Переконайтеся, що періоди хвиль однакові. Якщо прослухати відповідні хвилі, то виявляється, що музичний звук має одну і ту ж висоту, але різне забарвлення. Спробуйте на основі цих даних сформулювати, чим визначається тембр звуку.
Згідно з медичними дослідженнями, максимально допустимий шум, що триває протягом декількох годин і не надає шкідливого впливу на людину, має гучність близько 80 дБ. На виробництві, де шум перевищує цю норму, покладається використовувати шумозахисні пристрої. Сучасні музичні навушники для прослуховування дають максимальну гучність до 100-110 дБ. Не слухайте протягом тривалого часу музику при максимальній потужності в навушниках!
(2 votes, average: 4.50 out of 5)