Kõrgus sõltub võnkesagedusest. Mida kõrgem on sagedus, seda kõrgem heli tundub

Helilaineid, nagu ka teisi laineid, iseloomustavad sellised objektiivsed suurused nagu sagedus, amplituud, võnkumiste faas, levikiirus, heli intensiivsus ja teised. Kuid peale selle kirjeldavad neid kolm subjektiivset tunnust. Need on helitugevus, helikõrgus ja tämber.

Inimkõrva tundlikkus on erinevatel sagedustel erinev. Helitunde tekitamiseks peab lainel olema teatud minimaalne intensiivsus, kuid kui see intensiivsus ületab teatud piiri, siis heli ei kostu ja see tekitab ainult valu. Seega on iga võnkesageduse jaoks väikseim ( kuulmislävi) ja suurim ( valulävi) heli intensiivsus, mis on võimeline tekitama heliaistingut. Joonis 1 näitab kuuldavuse ja valu lävede sõltuvust heli sagedusest. Nende kahe kõvera vaheline ala on kuulmispiirkond. Suurim vahemaa kõverate vahel langeb sagedustele, mille suhtes kõrv on kõige tundlikum (1000-5000 Hz).

Kui heli intensiivsus on laineprotsessi objektiivselt iseloomustav suurus, siis heli subjektiivseks tunnuseks on valjus.Valjus sõltub heli intensiivsusest, s.o. määratakse helilaine võnkumiste amplituudi ja kõrva tundlikkuse ruuduga (füsioloogilised tunnused). Kuna heli intensiivsus, mida suurem on võnkumiste amplituud, seda valjem on heli.

Pitch- helikvaliteet, mille määrab inimene subjektiivselt kõrva järgi ja olenevalt heli sagedusest. Mida kõrgem on sagedus, seda kõrgem on heli toon.

Harmoonilise seaduse järgi tekkivaid teatud sagedusega helivõnke tajub inimene kindlana muusikaline toon. Kõrgsageduslikke vibratsioone tajutakse helidena kõrge toon, madala sagedusega helid – nagu helid madal toon. Helivõnkevahemikku, mis vastab võnkesageduse kahekordsele muutumisele, nimetatakse oktav. Nii näiteks vastab esimese oktavi toon "la" sagedusele 440 Hz, teise oktavi toon "la" sagedusele 880 Hz.

Muusikahelid vastavad harmooniliselt vibreeriva keha poolt väljastatud helidele.

Põhitoon Kompleksseks muusikaliseks heliks nimetatakse tooni, mis vastab antud heli sageduste kogus esinevale madalaimale sagedusele. Nimetatakse heli koostises teistele sagedustele vastavaid toone ülemtoonid. Kui ülemheli sagedused on põhisageduse kordsed, siis nimetatakse ülemhelisid harmoonilisteks ja põhitooni sagedusega nn. esimene harmooniline, ülemtoon järgmise sagedusega - teine ​​harmooniline jne.

Sama põhitooniga muusikahelid erinevad tämbri poolest, mille määrab ülemtoonide olemasolu - nende sagedused ja amplituudid, heli alguses amplituudide suurenemise ja heli lõpus vähenemise olemus.

Samal kõrgusel erinevad näiteks viiuli ja klaveri tekitatavad helid tämber.

Heli tajumine kuulmisorganite poolt sõltub sellest, millised sagedused helilaines sisalduvad.

Mürad- need on helid, mis moodustavad pideva spektri, mis koosneb sageduste komplektist, s.t. Müra sisaldab erinevate sageduste kõikumisi.

Teine heli kvaliteet, mida inimesed suudavad eristada, on helikõrgus. Näiteks sääse kriuksumist on lihtne eristada kimalase suminast. Lendava sääse häält nimetatakse kõrgeks ja kimalase suminat madalaks tooniks. Näidakem kogemuse toel, et helikõrgus on objektiivne heli kvaliteet ja selle määrab unikaalselt helilaine võnkesagedus. Paneme sisse ühesuguse läbimõõduga, kuid erineva hammaste arvuga käigud (joonis 25.4). Vajutades vaheldumisi väikest papitükki vastu nende rataste hambaid, saab kindlaks teha, et samm tõuseb, kui papi vibratsiooni sagedus suureneb.

Heli, mis vastab rangelt määratletud võnkesagedusele, nimetatakse tooniks. Heli kvaliteeti, mille määrab võnkesagedus, iseloomustab helikõrgus, kõrgemale toonile vastab kõrgem võnkesagedus.

Mõnel juhul iseloomustab helikõrgust helilainete pikkus õhus (§ 24.17). Tõepoolest, valemist (24.23) õhu jaoks temperatuuril 0 °C saame

Sellest valemist on näha, et kõrgem toon vastab lühemale lainepikkusele. Kõrguse iseloomustamisel lainepikkuse järgi tuleb meeles pidada, et k oleneb ka keskkonnast. Seetõttu sisse

erinevatel kandjatel, vastab samale toonile ebavõrdsed lainepikkused. On lihtne näha, et pikem lainepikkus vastab suurema helilainete levimiskiirusega keskkonnale.

Lisaks helitugevusele ja kõrgusele on veel üks heli kvaliteet, mida inimene suudab eristada. Heli kvaliteeti, mis võimaldab teil määrata heli allika, nimetatakse tämbriks. Seega saame helitämbri järgi teada, kes räägib, kes laulab või mis pilli mängitakse. Erinevate helitämbrite põhjus on järgmine.

Iga heliallikas tekitab seisulaineid. Näiteks keelkeel vibreerib ühena ja tekitab teatud tooni, mida nimetatakse põhitooniks ehk esimeseks harmooniliseks (§ 24.22). Lisaks moodustuvad nöörile täiendavad seisulained, mis on sarnased joonisel fig. 24.22, luues muude sageduste lisatoone, põhitooni sageduse kordajaid. Neid nimetatakse kõrgemateks harmoonilisteks toonideks või ülemtooniks.

Igal heliallikal on oma ülemtoonide komplekt erineva suhtelise helitugevusega (erineva amplituudiga), see tähendab, et sellel on oma spekter (24,22). See loob selle helile iseloomuliku varjundi (tämbri), võimaldades seda eristada teistest allikatest toodetud helidest, isegi kui helikõrgus on sama. Pane tähele, et kindlale toonile vastav puhtaim heli tekitatakse häälekahvlite abil. Seetõttu kasutatakse neid teatud sagedusega helide taasesitamiseks, näiteks muusikariistade häälestamisel.

Sageli esineb keerulisi helisid, milles üksikuid toone on võimatu eristada. Selliseid helisid nimetatakse müraks.

Pitch

Pitch- heli omadus, mille määrab inimene kõrva järgi ja mis sõltub peamiselt selle sagedusest, s.t kuulmekile mõjutavate keskkonna (tavaliselt õhu) vibratsioonide arvust sekundis. Kui vibratsiooni sagedus suureneb, suureneb heli kõrgus. Esimese lähendusena on subjektiivne helikõrgus võrdeline sageduse logaritmiga – vastavalt Weber-Fechneri seadusele. Heli, millel on teatud kõrgus, nimetatakse muusikas tooniks.

Põhiandmed

Kõrgus on kuulmisaistingu subjektiivne kvaliteet koos helitugevuse ja tämbriga, mis võimaldab paigutada kõik helid skaalale madalast kõrgeni. Puhta tooni puhul sõltub see peamiselt sagedusest (sageduse tõusuga tõuseb helikõrgus), kuid subjektiivse taju korral sõltub see ka selle intensiivsusest - intensiivsuse kasvades tundub helikõrgus madalam. Kompleksse spektraalse koostisega heli kõrgus sõltub energia jaotusest sagedusskaalal.

Kõrguse ühikud muusikas on toon, pooltoon, sent.

Samuti mõõdetakse helikõrgust mel - helikõrguste skaala, mille erinevust kuulaja tajub võrdsena. Toonile sagedusega 1 kHz ja helirõhuga 2 10 −3 Pa määratakse kõrgus 1000 mel; vahemikus 20 Hz - 9000 Hz asetatakse umbes 3000 kriiti. Suvalise heli kõrguse mõõtmisel lähtutakse inimese võimest tuvastada kahe heli kõrguste võrdsust või nende suhet (mitu korda üks heli on teisest kõrgem või madalam).

Mõõtmine

Helikõrgust mõõdetakse suhtelisel skaalal: oktaavid, siseoktaavid - noodid. Oktav on muusikaline intervall, mis vastab kahe heli sageduste suhtele, mis on võrdne 2-ga. (See tähendab, et järgmise oktaavi samanimelise noodi puhul on hertsides väljendatud sagedus täpselt 2 korda kõrgem kui helisageduses. praegune oktav).

Oktavi piires on väikseim muusikaline intervall pooltoon (muusika intervall kahe lähima noodi vahel oktavis, mis vastab ligikaudu kahe heli sagedussuhtele, võrdne . "Ligikaudu", sest looduses on oktaavi sees olevad noodid ebaühtlaselt paigutatud (vt Pythagorase häälestus, koma).

Oktavite nootide vastavus kindlatele sagedustele (hertsides) on sätestatud standarditega.

Kogu kõrguste vahemikus saab neid saada lühikeste impulsside vaheliste intervallidega, näiteks ühe intensiivsusega näidud diskreetse aja jooksul t = ndt, kus dt = 22,7 μs.

Pealtnäha pidevalt tõusva või langeva helikõrgusega heli, üht tüüpi akustilist illusiooni, nimetatakse Shepardi tooniks.

Kompleksse spektri sagedussignaale ilma põhisageduseta (spektri esimene harmooniline) nimetatakse jääksignaaliks. Sagedussignaali kõrguse tajumine langeb kokku sama signaali jääkversiooni kõrguse tajumisega.

Märkmed

Kirjandus

• Ghazaryan S. Muusikariistade maailmas: Raamat. õpilastele Art. klassid. - 2. väljaanne - M.: Valgustus, 1989. - 192 lk.: ill.

Vaata ka

• Kriitilise kuulmisriba
• Kõrguse muutmine ( Inglise)

Wikimedia sihtasutus. 2010 .

Vaadake, mis on "Pitch" teistes sõnaraamatutes:

Inimese tajumisvorm heliseva keha võnkesagedusest. Kui sagedus suureneb, suureneb heli kõrgus. * * * HELI PITK HELI PITK, helikvaliteet, inimese tajumise vorm kõlava keha vibratsioonisagedusest. Kui sagedus suureneb, siis heli kõrgus ... ... entsüklopeediline sõnaraamat

helikõrgus- helide subjektiivne kvaliteet nende sageduse tõttu. Sageduse järgi saab helisid määratleda kui madalaid või kõrgeid. Praktilise psühholoogi sõnaraamat. Moskva: AST, Harvest. S. Yu Golovin. 1998. pigi... Suur psühholoogiline entsüklopeedia

Heli kvaliteet, inimese tajumisvorm heliseva keha vibratsioonisagedusest. Sageduse kasvades tõuseb helikõrgus... Suur entsüklopeediline sõnaraamat

Helikvaliteet, mille määrab inimene subjektiivselt kõrva järgi ja sõltub peamiselt. heli sageduse kohta. Kasvava sagedusega V. h. suureneb (st heli muutub "kõrgemaks"), väheneb sageduse vähenemisega. Väikestes piirides V. z. muutub ka... Füüsiline entsüklopeedia

Helide subjektiivne kvaliteet, tulenevalt nende sagedusest, s.o. vibratsioonide arv sekundis. Selle põhjal saab helisid määratleda kui madalaid või kõrgeid. Kõrguse ühik on kriit... Psühholoogiline sõnaraamat

Pitch- kuulmistaju omadus, mis võimaldab teil helisid jaotada skaalal madalatest kuni kõrgete sagedusteni. Sõltub eelkõige sagedusest, aga ka helirõhu suurusest ja heli lainekujust... Vene töökaitse entsüklopeedia

helikõrgus- Heli kvalitatiivne tunnus võnkesageduse järgi, mis määratakse organoleptilise meetodiga kuulmise abil. [GOST 24415 80] Klaveri teemad ... Tehnilise tõlkija käsiraamat

Pitch- HELI KOLM. Helide tajumise subjektiivne tunnus, mille määrab nende sagedus (vibratsioonide arv ajaühikus). See kuulmisaistingu kvantitatiivne omadus võimaldab teil järjestada helisid madalast kõrgeni. Vaata kuulmist, tämbrit ... ... Uus metoodiliste terminite ja mõistete sõnastik (keelte õpetamise teooria ja praktika)

Kui muidugi laps, kes oli varem klaverimängu kuulnud, nägi klahvi lähedal võtit ja palub tal kujutada pillil lindu, hakkab ta kiirelt sorteerima klahve paremal pool. klaviatuuri, et saada kõrgeid helisid. Kui…… Muusika sõnastik

helikõrgus- sõltub mitte ainult põhitooni sagedusest, vaid ka mitmetest lisateguritest, nagu helitugevus, kestus ja heli spektraalne koostis. Liitsignaali kõrguse määrab madalaim (põhi)sagedus ehk olemasolev... ... Inglise-vene muusikaterminoloogia sõnaraamatu vene keel

Rääkides kuulmisaparaadi ehitusest, liigume järk-järgult põhimõttele, mille kohaselt aju analüüsib kõrvitsalt saadud signaali. Mis see on? Ja kuidas aju seda dešifreerib? Kuidas ta määrab heli kõrguse? Täna räägime just viimasest, kuna see paljastab automaatselt vastused kahele esimesele küsimusele.

Tuleb märkida, et aju tuvastab ainult heli perioodilisi sinusoidseid komponente. Inimese helikõrguse tajumine sõltub ka helitugevusest ja kestusest. Viimases artiklis rääkisime basilarmembraanist ja selle struktuurist. Nagu teate, on sellel struktuuri jäikus heterogeensus. See võimaldab tal mehaaniliselt jaotada heli komponentideks, mille pinnal on kindel paigutus. Kust karvarakud hiljem signaali ajju saadavad. Tänu sellele membraani struktuurilisele omadusele on üle selle pinna kulgeval "helilainel" erinevad maksimumid: madalad sagedused membraani ülaosa lähedal, kõrged sagedused ovaalse akna lähedal. Aju püüab sellelt "topograafiliselt kaardilt" automaatselt kõrgust määrata, leides sellelt põhisageduse asukoha. Seda meetodit saab seostada mitmeribalise filtriga. Siit pärineb "kriitiliste ribade" teooria, millest me varem rääkisime:

Kuid see pole ainus lähenemine! Teine võimalus on määrata helikõrgus harmooniliste järgi: kui leiate nendevahelise minimaalse sageduse erinevuse, siis on see alati võrdne põhisagedusega - [( n +1) f 0 - (nf 0)]= f 0, kus n on harmoonilised arvud. Ja sellega kasutatakse ka kolmandat meetodit: ühisteguri leidmine kõigi harmooniliste järjestikusteks arvudeks jagamisest ja sellest tõugates määratakse helikõrgus. Katsed kinnitasid täielikult nende meetodite paikapidavust: kuulmissüsteem, leides harmooniliste maksimumid, teostab nendega arvutustehteid ja isegi kui põhitoon on välja lõigatud või harmoonilised on paigutatud paaritusse järjestusse, kus meetod 1 ja 2 ei aita, siis määrab inimene meetodi 3 abil heli kõrguse.

Kuid nagu selgus - see pole veel kõik aju võimalused! Tehti kavalaid katseid, mis teadlasi üllatasid. Asi on selles, et kolm meetodit töötavad ainult esimese 6-7 harmoonilisega. Kui igasse "kriitilisse ribasse" langeb üks helispektri harmooniline, "määrab aju" need rahulikult. Kuid kui mõned harmoonilised on üksteisele nii lähedal, et mitu neist langevad kuulmisfiltri ühte piirkonda, tunneb aju need ära halvemini või ei määra neid üldse: see kehtib helide kohta, mille harmoonilised on üle seitsmenda. . Siin tuleb kasutusele neljas meetod - "aja" meetod: aju hakkab analüüsima Corti elundi signaalide vastuvõtmise aega kogu basilaarmembraani võnkefaasiga. Seda efekti nimetatakse "faasilukuks". Asi on selles, et kui membraan vibreerib, siis karvarakkude poole liikudes puutuvad nad sellega kokku, moodustades närviimpulsi.
Tagasi liikudes elektripotentsiaali ei paista. Ilmub seos - iga üksiku kiu impulsside vaheline aeg võrdub täisarvuga 1, 2, 3 ja nii edasi, korrutatuna perioodiga peamises helilaines f = nT . Kuidas see aitab töötada koos kriitiliste bändidega? Väga lihtne: me teame, et kui kaks harmoonilist on nii lähedal, et langevad samasse "sageduspiirkonda", siis nende vahel tekib "löögi" efekt (mida muusikud kuulevad pilli häälestamisel) - see on vaid üks võnkumine keskmisega. sagedus, mis võrdub sageduste erinevusega. Sel juhul tuleb neil periood T = 1/f 0. Seega on kõik kuuendast harmoonilisest kõrgemad perioodid samad või neil on bitt täisarvus, st väärtus n/f 0. Järgmiseks arvutab aju lihtsalt helikõrguse sageduse.

Sama põhitooniga muusikahelid erinevad tämbri poolest, mille määravad peamiselt ülemtoonide sagedused ja amplituudid. Tuttavad hääled ja muusikariistad tunneme ära nende tämbri järgi.

Heli tugevus sõltub heli intensiivsusest.

Helilaine väikseimat intensiivsust, mida kuulmisorganid tajuvad, nimetatakse kuulmislävi I 0.

Standardne kuulmislävi on võrdne

I0 =10-12 W/m2

põhisagedusel 1 kHz.

Nimetatakse helilaine suurimat intensiivsust, mille juures heli tajumine valu ei põhjusta valulävi või puudutuslävi . Puutelävi sõltub heli sagedusest ja varieerub 0,1W/m2 sagedusel 6 kHz kuni 10W/m2 madalatel ja helisagedustel.

Meie tajutavate helide intensiivsuse vahemik on väga suur.

22) Weber-Fechneri seadus. Helitugevuse taseme skaala. Võrdse helitugevusega kõverad.

Helitugevuse taseme skaala loomisel lähtutakse psühhofüüsilisest Weber-Fechneri seadus:

kui ärritus suureneb eksponentsiaalselt (st sama palju kordi), siis selle ärrituse tunne suureneb aritmeetilises progresseerumises (st sama palju).

Seoses heliga tähendab see, et kui heli intensiivsus omandab järjestikuste väärtuste jada, näiteks aI 0, a 2 I 0, a 3 I 0, … (a on mingi koefitsient a>1 ), seejärel neile vastavad helitugevuse aistingud E 0 , 2E 0 , 3E 0 , …

Matemaatiliselt tähendab see, et heli tugevus on võrdeline heli intensiivsuse logaritmiga. Kui on kaks intensiivsusega helistiimulit I ja I 0 ja I 0 – kuulmislävi, siis Weber-Fechneri seaduse alusel on valjus suhteliselt kõrge I 0 on intensiivsusega seotud järgmiselt:

kus k- proportsionaalsuskoefitsient

Tinglikult arvatakse, et sagedusel 1 kHz langevad heli valjuse ja intensiivsuse skaalad täielikult kokku.

Helitugevuse skaala helitugevuse skaalal eristamiseks nimetatakse detsibellideks taustad (taust).

Helitugevust muudel sagedustel saab mõõta, kui võrrelda testitavat heli 1 kHz heliga.

Praktikas saab heli tugevust hinnata nn võrdsed helitugevuse kõverad ,

Kõik kõverad ühendavad sama valjusega helisid, mida mõõdetakse fonides. Eeldatakse, et mis tahes heli valjus taustal ühtib võrdse heli intensiivsuse tasemega (detsibellides) sagedusel 1 kHz: lävikõver vastab helitugevuse tasemele 0 phon.

Igale vahekõverale vastab sama helitugevus, kuid erinevatel sagedustel erinev helitugevus. Kõrval Eraldi võrdse valjuse kõvera võib leida intensiivsused, mis teatud sagedustel põhjustavad selle valjuse tunde. Võrdse helitugevusega kõverate komplekti kasutades on võimalik leida erinevatele sagedustele vastavaid teatud intensiivsusele vastavaid helitugevusi.

Kuulmisteravuse mõõtmise meetodit nimetatakse audiomeetria: spetsiaalsel seadmel (audiomeeter) määrata erinevatel sagedustel kuulmistundlikkuse lävi; saadud kõverat nimetatakse audiogramm .Kui võrrelda patsiendi audiogrammi normaalse kuulmisläve kõveraga, saab panna kuulmislanguse diagnoosi.

Ja nüüd teine ​​leht, st molekulaarfüüsika

Termodünaamiline süsteem

termodünaamiline süsteem võib pidada mis tahes materiaalsete kehade kogumit, mis interakteeruvad energia ja aine voogudega üksteisega ja väliskeskkonna kehadega

Termodünaamiline süsteem võib olla avatud, suletud, isoleeritud ja ideaalne soojussüsteem on adiabaatiline

Omadused on näiteks rõhk, temperatuur, erimaht, tihedus (iseloomustavad vaadeldava süsteemi olekut)

Surve R- makroskoopiline omadus, mis peegeldab vedeliku või gaasi molekulaarset olemust. Rõhk on arvuliselt võrdne molekulide mõjujõuga teatud pinnal, viidates selle pinna suurusele. Rõhu ühik on paskal (Pa),

Temperatuur t on füüsikaline suurus, mis iseloomustab keha kuumenemise astet, °C. See, nagu rõhk, on mikroskoopiline

omamoodi aine, viies selle selgele makroskoopilisele tasemele. Temperatuur toimib molekulide soojusliikumise intensiivsuse mõõtjana Absoluutset temperatuuri T, K mõõdetakse Kelvini skaalal: T \u003d t + 273,15.

Konkreetne maht v on aine massiühiku maht, m3/kg. Erimahu pöördväärtust nimetatakse tiheduseks: ρ, kg/m3.