Автор статьи — Ульрих Воогдт. Много лет преподавал в Любекской академии акустики. Его лекции и практические занятия пользовались большой популярностью у слушателей. Также он является автором известного в Германии учебника по отопластике.
Посредством наших пяти сенсорных чувств мы можем видеть, слышать, осязать, обонять и ощущать на вкус – воспринимать множество самых разных вещей. Является ли песня звуком? Да, но только в том случае, если она доносится до нас в виде набора звуков.
Мы слышим далеко не все звуки. Например, вы когда-нибудь слышали пение китов? «Нет», – ответит большинство. И это будет правдой, так как эти морские млекопитающие
поют на частотах, которые мы услышать не можем. Так же, как мы не слышим ультразвук, с помощью которого летучие мыши ориентируются в пространстве. Чересчур низкие звуки человек тоже не может услышать.
Слух — восприятие звуковых частот. Мы воспринимаем звуковой раздражитель, если его частота и интенсивность находятся в области нашего восприятия.
Молодые люди с идеальным слухом воспринимают частоты от 16 до 20 000 Гц. Один Герц — это одно колебание звуковой волны в секунду.
Большинство звуковой информации мы получаем по воздуху, когда звуковая волна «раздражает» органы слуха. Часть звука передаётся по костям черепа — это называется костной проводимостью.
Как звук возникает и распространяется в пространстве
Когда вокруг очень-очень тихо, мы ничего не слышим. А если вокруг настолько громко, что даже стены трясутся? Попробуйте положить ладонь на музыкальную колонку. Вы ощутите низкочастотные колебания, а в некоторых случаях — даже увидеть вибрацию корпуса. То есть звук представляет собой не что иное, как передачу механических колебаний из одного места в другое. Например, от мембраны колонки на барабанную перепонку или от корпуса колонки к ладони. Для такой передачи требуется среда, проводящая колебания. Это может быть воздух, вода, дерево, камень и даже кость.
Любая среда начинает более или менее ощутимо колебаться при механическом возбуждении. Форма колеблющегося тела, характеристики среды, частота и интенсивность возбуждения становятся решающими факторами возникающего рисунка колебаний и его распространения в окружающей среде.
Что произойдет, если вы слегка ударите ложкой по пудингу из желе? Ответ: он начнет колебаться. Но что еще начнет колебаться вместе с десертом? Варианты ответов могут быть самыми разными: тарелка, ложка, окружающий воздух, стол, пол, а также окна, двери и весь дом в целом. Колеблется весь город, вся страна и даже Земля! Это действительно так!
Будет колебаться все, что только может колебаться. А что же не колеблется? Луна. А почему? Потому что передача механических колебаний в отсутствие колеблющейся среды физически невозможна. В вакууме нет ничего, что могло бы механически колебаться. Поэтому космическое пространство очень-очень тихое. Даже взрыв сверхновой звезды протекает полностью беззвучно.
Колеблется и барабанная перепонка, потому что колеблется воздух в слуховом проходе. Если звук достаточно громкий, начинают колебаться слуховые косточки и, наконец, чуткие волосковые сенсорные клетки во внутреннем ухе. Именно там колебания преобразуются в электрические нервные сигналы, и вы сможете воспринять колебания пудинга из желе в качестве звука.
Если осторожно ударить ложкой по пудингу из желе, начнет колебаться не только сам пудинг, но и все окружение.
Насколько далеко распространяется звук
При помощи слуха мы узнаем, какие акустические события происходят там, снаружи, за пределами нашего тела. Мы получаем информацию из окружающей среды: речь, пение, музыку, предостерегающие сигналы и множество акустических помех, таких как шипение, журчание и шуршание. Диапазон звуков и их информационное содержание очень разнообразны.
В конечном счете все акустические сигналы представляют собой всего лишь колебания среды как в истории с пудингом. Когда мы говорим, поем или свистим мы производим поток воздуха, который с шумом выдыхаем. Это изменяет давление воздуха в ритме колебания, которое мы называем частотой.
Возможность передачи акустических колебаний и люди, и животные используют как средство коммуникации. Каждый знает, насколько важна эта коммуникация: вот почему слабослышащим людям нужны слуховые аппараты.
К счастью, мы слышим звук не на очень большом расстоянии. Потому что в противном случае нам везде было бы невыносимо громко и мы бы не смогли понимать даже собственные слова. Звук распространяется в пространстве по всем возможным направлениям. Чем дальше человек удаляется от источника сигнала, тем тише становится звук.
По пути звук угасает: возникает трение, поскольку колеблющиеся частички среды соприкасаются друг с другом, выделяя небольшое количество тепла. Звуковая энергия постепенно распределяется в пространстве и с каждой секундой становится все слабее.
Интенсивность звука по мере его удаления от источника звука становится все меньше до тех пор, пока человек уже не может ничего услышать. Многие животные, например собаки, продолжают слышать очень тихие звуки, которые мы не воспринимаем. В какой-то момент звук становится настолько тихим, что его не способен идентифицировать самый чуткий микрофон. Кроме того, он заглушается другими окружающими звуками. Если мы хотим пообщаться с собеседниками на большом расстоянии, то можно использовать рупор, мегафон, рожок или трубку, но лучше всего справится с этой задачей телефон. Проводной или мобильный – не важно, потому как оба они могут передавать электромагнитные колебания на теоретически бесконечное расстояние.
Самое главное
- Звук – распространение механических колебаний.
-
Распространение звука происходит в колеблющейся среде.
-
Чаще всего звук распространяется в пространстве.
-
Слышимый звук – звук, громкость и частоту которого можем воспринимать мы, люди.
-
Интенсивность звука – сила звуковых колебаний в определенном месте.
-
Частота звука описывает число колебаний в единицу времени в Гц или 1/с.
