Visina tona ovisi o frekvenciji titranja. Što je viša frekvencija, zvuk se čini višim

Zvučni valovi, kao i drugi valovi, karakteriziraju takve objektivne veličine kao što su frekvencija, amplituda, faza oscilacija, brzina širenja, intenzitet zvuka i drugi. No, osim toga, opisuju ih tri subjektivne karakteristike. To su glasnoća, visina i boja zvuka.

Osjetljivost ljudskog uha je različita za različite frekvencije. Da bi izazvao zvučni osjećaj, val mora imati određeni minimalni intenzitet, ali ako taj intenzitet prijeđe određenu granicu, tada se zvuk ne čuje i uzrokuje samo bol. Dakle, za svaku frekvenciju titranja postoji najmanji ( prag sluha) i najveći ( prag boli) intenzitet zvuka koji može proizvesti zvučni osjet. Na slici 1 prikazana je ovisnost pragova čujnosti i boli o frekvenciji zvuka. Površina između ove dvije krivulje je područje sluha. Najveći razmak između krivulja pada na frekvencije na koje je uho najosjetljivije (1000-5000 Hz).

Ako je intenzitet zvuka veličina koja objektivno karakterizira valni proces, onda je subjektivno svojstvo zvuka glasnoća.Glasnoća ovisi o intenzitetu zvuka, tj. određena kvadratom amplitude oscilacija u zvučnom valu i osjetljivosti uha (fiziološke značajke). Budući da je intenzitet zvuka veći, što je veća amplituda oscilacija, zvuk je glasniji.

Nagib- kvaliteta zvuka, koju određuje osoba subjektivno na sluh i ovisno o frekvenciji zvuka. Što je viša frekvencija, to je viši ton zvuka.

Zvučne vibracije koje se javljaju prema harmonijskom zakonu, s određenom frekvencijom, osoba percipira kao određenu glazbeni ton. Vibracije visoke frekvencije percipiraju se kao zvukovi visoki ton, zvukovi niske frekvencije - poput zvukova nizak ton. Naziva se raspon zvučnih vibracija koji odgovara promjeni frekvencije vibracija za faktor dva oktava. Tako, na primjer, ton "la" prve oktave odgovara frekvenciji od 440 Hz, ton "la" druge oktave odgovara frekvenciji od 880 Hz.

Glazbeni zvukovi odgovaraju zvukovima koje emitira tijelo koje skladno titra.

Glavni ton Složeni glazbeni zvuk naziva se ton koji odgovara najnižoj frekvenciji koja postoji u skupu frekvencija danog zvuka. Zovu se tonovi koji odgovaraju drugim frekvencijama u sastavu zvuka prizvuci. Ako su frekvencije prizvuka umnošci osnovne frekvencije, prizvuci se nazivaju harmonijski, a osnovni ton s frekvencijom naziva se prvi harmonik, prizvuk sa sljedećom frekvencijom - drugi harmonik itd.

Glazbeni zvukovi s istim temeljnim tonom razlikuju se po boji, što je određeno prisutnošću prizvuka - njihovim frekvencijama i amplitudama, prirodom povećanja amplituda na početku zvuka i njihovog pada na kraju zvuka.

Na istoj visini razlikuju se zvukovi koje proizvode npr. violina i klavir timbar.

Percepcija zvuka od strane slušnih organa ovisi o tome koje su frekvencije uključene u zvučni val.

Zvukovi- to su zvukovi koji tvore kontinuirani spektar, koji se sastoji od skupa frekvencija, tj. Buka sadrži fluktuacije različitih frekvencija.

Druga kvaliteta zvuka koju ljudi mogu razlikovati je visina. Na primjer, lako je razlikovati cviljenje komarca od zujanja bumbara. Zvuk komarca u letu naziva se visokim tonom, a zujanje bumbara niskim tonom. Pokažimo uz pomoć iskustva da je visina tona objektivna kvaliteta zvuka i da je jednoznačno određena frekvencijom oscilacija u zvučnom valu. Stavimo u rotaciju zupčanike istog promjera, ali s različitim brojem zuba (slika 25.4). Naizmjenično pritišćući mali komad kartona na zube ovih kotača, može se ustanoviti da visina raste kako se povećava frekvencija titranja kartona.

Zvuk koji odgovara strogo određenoj frekvenciji titranja naziva se ton. Kvalitetu zvuka, koju određuje frekvencija titranja, karakterizira visina, pri čemu višoj frekvenciji titranja odgovara viši ton.

U nekim slučajevima visinu tona karakterizira duljina zvučnih valova u zraku (§ 24.17). Doista, iz formule (24.23) za zrak pri 0°C dobivamo

Iz ove formule se vidi da viši ton odgovara kraćoj valnoj duljini. Kada karakteriziramo visinu tona valnom duljinom, treba imati na umu da k također ovisi o mediju. Stoga, u

različitim medijima, isti ton odgovara nejednakim valnim duljinama. Lako je vidjeti da će veća valna duljina odgovarati mediju s većom brzinom širenja zvučnih valova.

Osim glasnoće i visine, postoji još jedna kvaliteta zvuka koju osoba može razlikovati. Kvaliteta zvuka koja vam omogućuje određivanje izvora zvuka naziva se boja zvuka. Dakle, po boji zvuka saznajemo tko govori, tko pjeva ili koji instrument svira. Razlog za različite boje zvuka je sljedeći.

Svaki izvor zvuka stvara stojne valove. Na primjer, žica vibrira kao jedna i proizvodi određeni ton, koji se naziva osnovni ton ili prvi harmonik (§ 24.22). Osim toga, na žici se formiraju dodatni stojni valovi, slični onima prikazanim na sl. 24.22, stvarajući dodatne tonove drugih frekvencija, višekratnike frekvencije osnovnog tona. Zovu se viši harmonijski tonovi ili prizvuci.

Svaki izvor zvuka ima svoj skup prizvuka različite relativne glasnoće (s različitim amplitudama), odnosno ima svoj spektar (24.22). To stvara karakterističnu nijansu (timbar) zvuka, omogućujući mu da se razlikuje od zvukova drugih izvora, čak i ako je visina ista. Imajte na umu da najčišći zvuk koji odgovara određenom tonu stvaraju vilice za ugađanje. Stoga se koriste za reprodukciju zvukova određene frekvencije, na primjer, pri ugađanju glazbenih instrumenata.

Često postoje složeni zvukovi u kojima je nemoguće razlikovati pojedinačne tonove. Takvi se zvukovi nazivaju bukom.

Nagib

Nagib- svojstvo zvuka, koje određuje osoba na uho i ovisi uglavnom o njegovoj frekvenciji, tj. o broju vibracija medija (obično zraka) u sekundi koje utječu na bubnjić. Kako se frekvencija vibracije povećava, visina zvuka se povećava. Kao prva aproksimacija, subjektivna visina proporcionalna je logaritmu frekvencije - prema Weber-Fechnerovom zakonu. Zvuk koji ima određenu visinu naziva se u glazbi ton.

Osnovne informacije

Visina je subjektivna kvaliteta slušnog osjeta, zajedno s glasnoćom i bojom zvuka, što omogućuje da se svi zvukovi smjeste na ljestvici od niske do visoke. Kod čistog tona ovisi uglavnom o frekvenciji (s povećanjem frekvencije visina raste), ali kod subjektivne percepcije ovisi i o njezinoj jačini - s povećanjem jakosti visina se čini nižom. Visina zvuka složenog spektralnog sastava ovisi o raspodjeli energije duž frekvencijske ljestvice.

Jedinice visine u glazbi su ton, poluton, cent.

Također, visina tona se mjeri u melu - ljestvici tonova, čiju razliku slušatelj percipira kao jednaku. Tonu frekvencije 1 kHz i zvučnog tlaka 2 10 −3 Pa pripisuje se visina 1000 mel; u rasponu od 20 Hz - 9000 Hz postavlja se oko 3000 kreda. Mjerenje visine proizvoljnog zvuka temelji se na sposobnosti osobe da utvrdi jednakost visina dva zvuka ili njihov omjer (koliko je puta jedan zvuk viši ili niži od drugog).

Mjerenje

Visina se mjeri na relativnoj skali: oktave, unutarnje oktave - note. Oktava je glazbeni interval koji odgovara omjeru frekvencija dva zvuka jednakom 2. (To jest, za istoimenu notu u sljedećoj oktavi, frekvencija izražena u hercima bit će točno 2 puta veća nego u trenutna oktava).

Unutar oktave, najmanji glazbeni interval je poluton (glazbeni interval između dvije najbliže note u oktavi, približno odgovara omjeru frekvencija dvaju zvukova, jednakom . "Približno", jer su u prirodi note unutar oktave neravnomjerno raspoređeni (vidi Pitagorino ugađanje, zarez).

Podudarnost nota u oktavama s određenim frekvencijama (u hercima) određena je standardima.

U cijelom rasponu visina mogu se dobiti korištenjem intervala između kratkih impulsa, na primjer, očitanja pojedinačnog intenziteta u diskretnom vremenu t = ndt, gdje je dt = 22,7 μs.

Zvuk s naizgled konstantnim porastom ili smanjenjem visine, jedna vrsta akustične iluzije, naziva se Shepardov ton.

Frekvencijski signali složenog spektra bez osnovne frekvencije (prvi harmonik u spektru) nazivaju se rezidualnim. Percepcija visine frekvencijskog signala podudara se s percepcijom visine zaostale verzije istog signala.

Bilješke

Književnost

Ghazaryan S. U svijetu glazbenih instrumenata: Knj. za učenike čl. klase. - 2. izd. - M.: Prosvjetljenje, 1989. - 192 str.: ilustr.

vidi također

Traka za kritičan sluh
Promjena visine ( Engleski)

Zaklada Wikimedia. 2010. godine.

Pogledajte što je "Pitch" u drugim rječnicima:

Oblik ljudske percepcije vibracijske frekvencije tijela koje zvuči. Kako se frekvencija povećava, visina zvuka raste. * * * VISINA ZVUKA VISINA ZVUKA, kvaliteta zvuka, oblik ljudske percepcije frekvencije titranja tijela koje sondira. Kako se frekvencija povećava, visina zvuka ... ... enciklopedijski rječnik

nagib- subjektivna kvaliteta zvukova, zbog njihove frekvencije. Prema frekvenciji, zvukovi se mogu definirati kao niski ili visoki. Rječnik praktičnog psihologa. Moskva: AST, Žetva. S. Yu. Golovin. 1998. teren... Velika psihološka enciklopedija

Kvaliteta zvuka, oblik ljudske percepcije vibracijske frekvencije tijela koje zvuči. Kako frekvencija raste, visina se povećava... Veliki enciklopedijski rječnik

Kvaliteta zvuka koju određuje osoba subjektivno na sluh i ovisno o glavnom. na frekvenciji zvuka. S povećanjem učestalosti V. h. povećava (tj. zvuk postaje "viši"), smanjuje se s opadanjem frekvencije. U malim granicama V. z. također promjene u... Fizička enciklopedija

Subjektivna kvaliteta zvukova, zbog njihove frekvencije, tj. broj vibracija u sekundi. Na temelju toga zvukovi se mogu definirati kao niski ili visoki. Jedinica visine tona je kreda... Psihološki rječnik

Nagib- karakteristika slušne percepcije koja vam omogućuje distribuciju zvukova na ljestvici od niskih do visokih frekvencija. Ovisi prvenstveno o frekvenciji, ali i o veličini zvučnog tlaka i valnog oblika zvuka... Ruska enciklopedija zaštite rada

nagib- Kvalitativna karakteristika zvuka prema frekvenciji oscilacija, određena organoleptičkom metodom uz pomoć sluha. [GOST 24415 80] Teme klavira ... Tehnički prevoditeljski priručnik

Nagib- VISINA ZVUKA. Subjektivna karakteristika percepcije zvukova, određena njihovom frekvencijom (broj vibracija po jedinici vremena). Ova kvantitativna karakteristika slušnog osjeta omogućuje vam raspoređivanje zvukova od niskih do visokih. Vidi sluh, timbar ... ... Novi rječnik metodičkih termina i pojmova (teorija i praksa nastave jezika)

Ako je dijete, naravno, ono koje je prije čulo kako svirati klavir, vidjelo tipku blizu tipke, zamolite ga da prikaže pticu na instrumentu, tada će početi brzo sortirati tipke s desne strane tipkovnicu za visoke zvukove. ako…… Glazbeni rječnik

nagib- ovisi ne samo o frekvenciji osnovnog tona, već i o nizu dodatnih čimbenika, kao što su glasnoća, trajanje i spektralni sastav zvuka. Visina složenog signala određena je najnižom (osnovnom) frekvencijom ili trenutnom... ... Ruski indeks englesko-ruskog rječnika glazbene terminologije

Govoreći o strukturi slušnog aparata, postupno prelazimo na princip analize mozga signala primljenog iz pužnice. Što je? A kako to mozak dešifrira? Kako određuje visinu zvuka? Danas ćemo govoriti samo o potonjem, budući da automatski otkriva odgovore na prva dva pitanja.

Treba napomenuti da mozak detektira samo periodične sinusne komponente zvuka. Ljudska percepcija visine također ovisi o glasnoći i trajanju. U prošlom članku govorili smo o bazilarnoj membrani i njenoj strukturi. Kao što znate, ima heterogenost u krutosti strukture. To mu omogućuje mehaničko rastavljanje zvuka na komponente koje imaju određeni položaj na njegovoj površini. Odakle stanice dlačice kasnije šalju signal mozgu. Zbog ove strukturne značajke membrane, "zvučni" val koji prolazi njenom površinom ima različite maksimume: niske frekvencije blizu vrha membrane, visoke frekvencije blizu ovalnog prozora. Mozak automatski pokušava odrediti visinu iz te "topografske karte", pronalazeći na njoj mjesto osnovne frekvencije. Ova se metoda može povezati s višepojasnim filtrom. Odatle dolazi teorija "kritičnih traka" o kojoj smo ranije govorili:

Ali to nije jedini pristup! Drugi način je određivanje visine tona harmonicima: ako nađete minimalnu razliku frekvencija između njih, onda je ona uvijek jednaka osnovnoj frekvenciji - [( n +1) f 0 - (nf 0)]= f 0, gdje je n su harmonijski brojevi. S njim se koristi i treća metoda: pronalaženje zajedničkog faktora dijeljenjem svih harmonika na uzastopne brojeve i, guranjem iz njega, određuje se visina. Eksperimenti su u potpunosti potvrdili valjanost ovih metoda: slušni sustav, pronalazeći maksimume harmonika, izvodi računalne operacije na njima, pa čak i ako je osnovni ton izrezan ili su harmonici raspoređeni u neparnom nizu, u kojoj metodi 1 i 2 ne pomažu, tada osoba određuje visinu zvuka metodom 3.

Ali kako se pokazalo - to nisu sve mogućnosti mozga! Provedeni su lukavi eksperimenti koji su iznenadili znanstvenike. Poanta je da tri metode rade samo s prvih 6-7 harmonika. Kada jedan harmonik zvučnog spektra padne u svaku “kritičnu vrpcu”, mozak ih mirno “određuje”. Ali ako su neki harmonici toliko blizu jedan drugome da nekoliko njih pada u jedno područje slušnog filtra, tada ih mozak slabije prepoznaje ili ih uopće ne određuje: to se odnosi na zvukove s harmonicima iznad sedme . Tu nastupa četvrta metoda - metoda “vremena”: mozak počinje analizirati vrijeme prijema signala iz Cortijeva organa s fazom osciliranja cijele bazilarne membrane. Taj se učinak naziva "fazno zaključavanje". Stvar je u tome što kada membrana vibrira, kada se kreće prema stanicama dlačica, one dolaze u kontakt s njom, stvarajući živčani impuls.
Pri kretanju unatrag ne pojavljuje se električni potencijal. Pojavljuje se odnos - vrijeme između impulsa u bilo kojem pojedinačnom vlaknu bit će jednako cijelom broju 1, 2, 3 i tako dalje, pomnoženom s periodom u glavnom zvučnom valu. f = nT . Kako to pomaže u radu u suradnji s kritičkim bendovima? Vrlo jednostavno: znamo da kada su dva harmonika toliko blizu da padnu u isto "frekvencijsko područje", tada između njih postoji efekt "udaranja" (koji glazbenici čuju prilikom ugađanja instrumenta) - to je samo jedna oscilacija s prosječnim frekvencija jednaka razlici frekvencija. U ovom slučaju će imati mjesečnicu T = 1/f 0. Dakle, sve periode iznad šestog harmonika su iste ili imaju bit u cijelom broju, odnosno vrijednost n/ž 0. Zatim, mozak jednostavno izračunava frekvenciju tona.

Glazbeni zvukovi s istim osnovnim tonom razlikuju se po boji, koja je uglavnom određena frekvencijama i amplitudama prizvuka. Poznate glasove i glazbene instrumente prepoznajemo po njihovoj boji.

Glasnoća zvuka ovisi o intenzitetu zvuka.

Najmanji intenzitet zvučnog vala koji se može osjetiti slušnim organima naziva se prag sluha I 0.

Standardni prag sluha uzima se jednak

I0 =10-12 W/m2

na osnovnoj frekvenciji od 1 kHz.

Naziva se najveći intenzitet zvučnog vala kod kojeg percepcija zvuka ne uzrokuje bol prag boli ili dodirni prag . Prag osjetljivosti na dodir ovisi o frekvenciji zvuka i varira od 0,1W/m2 na 6 kHz do 10W/m2 na niskim i audio frekvencijama.

Raspon intenziteta zvukova koje opažamo vrlo je velik.

22) Weber-Fechnerov zakon. Skala jačine zvuka. Krivulje jednake glasnoće.

Kreiranje ljestvice razina glasnoće temelji se na psihofizičkom Weber-Fechnerov zakon:

ako se iritacija eksponencijalno povećava (tj. za isti broj puta), tada se osjećaj te iritacije povećava u aritmetičkoj progresiji (tj. za isti iznos).

U odnosu na zvuk, to znači da ako intenzitet zvuka poprimi niz uzastopnih vrijednosti, npr. aI 0 , a 2 I 0 , a 3 I 0 , … (a je neki koeficijent a>1 ), zatim njima odgovarajući osjećaji glasnoće zvuka E 0 , 2E 0 , 3E 0 , …

Matematički to znači da je glasnoća zvuka proporcionalna logaritmu intenziteta zvuka. Ako postoje dva zvučna podražaja s intenzitetima ja i ja 0 , i ja 0 – praga sluha, tada je, na temelju Weber-Fechnerovog zakona, glasnoća relativno ja 0 odnosi se na intenzitet na sljedeći način:

gdje k- koeficijent proporcionalnosti

Uvjetno se smatra da se na frekvenciji od 1 kHz ljestvice glasnoće i intenziteta zvuka potpuno poklapaju.

Za razlikovanje od ljestvice jačine zvuka u ljestvici glasnoće nazivaju se decibeli pozadine (pozadina).

Glasnoća na drugim frekvencijama može se izmjeriti usporedbom zvuka koji se testira sa zvukom od 1 kHz.

U praksi se glasnoća zvuka može procijeniti tzv krivulje jednake glasnoće ,

Svaka od krivulja kombinira zvukove iste glasnoće, mjerene u fonima. Pretpostavlja se da se glasnoća bilo kojeg zvuka u pozadini podudara s razinom intenziteta jednakog zvuka (u decibelima) na frekvenciji od 1 kHz: krivulja praga odgovara razini glasnoće od 0 fona.

Svaka srednja krivulja odgovara istoj glasnoći, ali različitom intenzitetu zvuka za različite frekvencije. Po zasebnom krivuljom jednake glasnoće mogu se pronaći intenziteti koji na određenim frekvencijama izazivaju osjećaj te glasnoće. Koristeći skup krivulja jednake glasnoće, moguće je pronaći glasnoće za različite frekvencije koje odgovaraju određenom intenzitetu.

Metoda mjerenja oštrine sluha naziva se audiometrija: na posebnom uređaju (audiometar) odrediti prag osjeta sluha na različitim frekvencijama; nastala krivulja naziva se audiogram .Usporedbom pacijentovog audiograma s normalnom krivuljom praga sluha može se postaviti dijagnoza gubitka sluha.

A sada drugi list, tj. molekularna fizika

Termodinamički sustav

termodinamički sustav može se smatrati svaki skup materijalnih tijela koja su u interakciji s tokovima energije i materije međusobno i s tijelima vanjske okoline

Termodinamički sustav može biti otvoren, zatvoren, izoliran, a idealni toplinski sustav je adijabatski

Svojstva su npr. tlak, temperatura, specifični volumen, gustoća (karakteriziraju stanje razmatranog sustava)

Pritisak R- makroskopska karakteristika koja odražava molekularnu prirodu tekućine ili plina. Tlak je brojčano jednak sili djelovanja molekula na određenu površinu, a odnosi se na veličinu te površine. Jedinica tlaka je paskal (Pa),

Temperatura t je fizikalna veličina koja karakterizira stupanj zagrijavanja tijela, °S. On, kao i pritisak, pokazuje mikroskopski

vrsta tvari, dovodeći je na vizualnu makroskopsku razinu. Temperatura je mjera intenziteta toplinskog gibanja molekula. Apsolutna temperatura T, K, mjeri se na Kelvinovoj ljestvici: T \u003d t + 273,15.

Specifični volumen v je volumen jedinice mase tvari, m3/kg. Recipročna vrijednost specifičnog volumena naziva se gustoća: ρ, kg/m3.