1.2. Фізичні основи звуку
Акустика – це вчення про звук. [1]
Фізичну основу звуку становлять механічні коливання, що поширюються у вигляді звукових хвиль у газах, рідинах та твердих тілах. Звук – це фізичний процес коливання частинок пружного середовища. Пружні можливості останнього зумовлені взаємодією молекул. Якщо одну молекулу або групу молекул середовища вивести зі стану рівноваги, то це викличе зміну положення або зміщення інших молекул. Прицьому в середовищі виникають пружні коливання, які поширюються в різні сторони від точки збудження. Процес передачі пружних коливань через частинки середовища називають хвилею. [2]
Отже, звук – це коливання частинок пружного середовища, які поширюються хвилями і сприймаються органами слуху людини (частота – від 16 до 20000 Гц).
Звуки поділяють на музичні тони, шуми та звукові удари. Музичний звук – це складне коливання, що можна розкласти на прості гармонійні коливання, частоти яких у ціле число разів більші від частоти основного тону. Тоном називається коливання зі сталою частотою або з частотою, яка закономірно змінюється в часі.
Швидкість поширення звукових хвиль залежить від властивостей середовища. У повітрі швидкість звуку за нормальних умов становить 332 м/с. Із зростанням температури повітря швидкість звуку збільшується приблизно на 0,6 м/с на кожен градус. У тканинах людського організму швидкість поширення звуку становить близько 1500 м/с.
Тони, які сприймає вухо людини, відрізняються висотою, тембром та гучністю. Це суб’єктивні характеристики звуку.
Гучність звуку залежить від його інтенсивності та частоти. Тони з різною частотою зумовлюють якісно різні звукові відчуття. Якість звуку, що визначається частотою його коливань, називається висотою тону; чим більша частота звуку, тим вищий тон. Висота тону залежить від ступеня напруги голосових зв’язок, їхньої форми, довжини коливної частини.
Тембр звуку визначається його частотним складом, тобто залежить від кількості обертонів та їх інтенсивності. Тембр – це забарвлення звуку, яке створюється в порожнинах гортані, носа, грудей та в дихальному горлі. Кожна з цих порожнин діє як резонатор, підсилюючи характерні для певної людини частоти, створюючи індивідуальний тембр.
Чутливість вуха характеризує його здатність до адаптації і залежить від частоти та інтенсивності (сили) звуку. Чутливість вуха людини максимальна в інтервалі частот 1000-3000 Гц і характеризується порогом чутності.
Поріг чутності – це мінімальна інтенсивність (сила) звуку за певної частоти, яка сприймається вухом людини. Для отологічно нормального слуху поріг чутності Іо = 10-12 Вт/м2, якщо частота звуку – 1 кГц, а відповідний звуковий тиск ро = 2*10-5 Па.
Інтенсивність звуку (звуковий тиск), за якої виникає у вусі людини відчуття болю, називають порогом больового відчуття.
Іб = 10 Вт/м2, рб = 63 Па.
Відношення порогу больового відчуття до порогу чутності за частоти 1 кГц становить:
Іб/Іо = 10/10-12 = 1013.
Це співвідношення визначає область чутності. Вона має дуже широкі межі. Тому для зручності вимірювань використовують логарифмічну шкалу. Нульовим рівнем чутності прийнято вважати рівень, що відповідає порогові чутності. Інтенсивність кожного наступного рівня більша від попереднього в 10 разів.
Рівнем інтенсивності (звуку) називають логарифм відношення модуля інтенсивності до порогу чутності:
LI = lg (I / Io).
Аналогічно рівень звукового тиску буде:Lр = 2lg (р / рo).
Рівень інтенсивності вимірюють у белах. 1 Бел (Б) – одиниця рівня інтенсивності, яка відповідає зміні інтенсивності в 10 разів. На практиці використовують у десять разів меншу одиницю, яка називається децибелом (1 дБ = 0,1 Б). Рівні інтенсивності та звукового тиску, виміряні в децибелах, дорівнюють
LI = 10lg (I / Io), Lp = 10lg (p / po).
NUTRILITE в Усинске, Респ-ка Коми: витамины для беременных. Витамины - что это такое?