Είτε ήχος. Υπάρχει ήχος στο διάστημα; Ταξιδεύει ο ήχος στο διάστημα; Διάδοση ηχητικών κυμάτων, φάση και αντιφάση

Οι ήχοι ανήκουν στον τομέα της φωνητικής. Η μελέτη των ήχων περιλαμβάνεται σε οποιοδήποτε σχολικό πρόγραμμα σπουδών στη ρωσική γλώσσα. Η εξοικείωση με τους ήχους και τα βασικά χαρακτηριστικά τους γίνεται στις κατώτερες τάξεις. Μια πιο λεπτομερής μελέτη των ήχων με σύνθετα παραδείγματα και αποχρώσεις πραγματοποιείται στο γυμνάσιο και στο γυμνάσιο. Αυτή η σελίδα παρέχει μόνο βασικές γνώσειςσύμφωνα με τους ήχους της ρωσικής γλώσσας σε συμπιεσμένη μορφή. Εάν πρέπει να μελετήσετε τη δομή της συσκευής ομιλίας, την τονικότητα των ήχων, την άρθρωση, τα ακουστικά στοιχεία και άλλες πτυχές που υπερβαίνουν το πεδίο εφαρμογής του σύγχρονου σχολικού προγράμματος, ανατρέξτε σε εξειδικευμένα εγχειρίδια και εγχειρίδια φωνητικής.

Τι είναι ο ήχος;

Ο ήχος, όπως οι λέξεις και οι προτάσεις, είναι η βασική μονάδα της γλώσσας. Ωστόσο, ο ήχος δεν εκφράζει κανένα νόημα, αλλά αντανακλά τον ήχο της λέξης. Χάρη σε αυτό, διακρίνουμε τις λέξεις μεταξύ τους. Οι λέξεις διαφέρουν ως προς τον αριθμό των ήχων (λιμάνι - άθλημα, κοράκι - χωνί), ένα σύνολο ήχων (λεμόνι - εκβολές, γάτα - ποντίκι), μια ακολουθία ήχων (μύτη - ύπνος, θάμνος - χτύπημα)μέχρι την πλήρη αναντιστοιχία ήχων (σκάφος - ταχύπλοο, δάσος - πάρκο).

Τι ήχοι υπάρχουν;

Στα ρωσικά, οι ήχοι χωρίζονται σε φωνήεντα και σύμφωνα. Η ρωσική γλώσσα έχει 33 γράμματα και 42 ήχους: 6 φωνήεντα, 36 σύμφωνα, 2 γράμματα (ь, ъ) δεν δηλώνουν ήχο. Η ασυμφωνία στον αριθμό των γραμμάτων και των ήχων (χωρίς να υπολογίζονται τα β και β) προκαλείται από το γεγονός ότι για 10 γράμματα φωνηέντων υπάρχουν 6 ήχοι, για 21 σύμφωνα γράμματα υπάρχουν 36 ήχοι (αν λάβουμε υπόψη όλους τους συνδυασμούς συμφώνων ήχων : κωφός/φωνή, απαλός/σκληρός). Στο γράμμα ο ήχος υποδεικνύεται αγκύλες.
Δεν υπάρχουν ήχοι: [e], [e], [yu], [ya], [b], [b], [zh'], [sh'], [ts'], [th], [h ] , [sch].

Σχέδιο 1. Γράμματα και ήχοι της ρωσικής γλώσσας.

Πώς προφέρονται οι ήχοι;

Προφέρουμε ήχους κατά την εκπνοή (μόνο στην περίπτωση της επιφώνησης "a-a-a", που εκφράζει φόβο, ο ήχος προφέρεται κατά την εισπνοή.). Η διαίρεση των ήχων σε φωνήεντα και σύμφωνα σχετίζεται με το πώς τα προφέρει ένα άτομο. Οι ήχοι των φωνηέντων προφέρονται από τη φωνή λόγω του εκπνεόμενου αέρα που διέρχεται από τεταμένες φωνητικές χορδές και εξέρχεται ελεύθερα από το στόμα. Οι σύμφωνοι ήχοι αποτελούνται από θόρυβο ή συνδυασμό φωνής και θορύβου λόγω του γεγονότος ότι ο εκπνεόμενος αέρας συναντά ένα εμπόδιο στην πορεία του με τη μορφή τόξου ή δοντιών. Οι ήχοι των φωνηέντων προφέρονται δυνατά, οι σύμφωνοι προφέρονται πνιχτά. Ένα άτομο είναι σε θέση να τραγουδήσει ήχους φωνηέντων με τη φωνή του (εκπνεόμενος αέρας), ανεβάζοντας ή χαμηλώνοντας το ηχόχρωμα. Οι σύμφωνοι ήχοι δεν μπορούν να τραγουδηθούν· προφέρονται εξίσου πνιγμένοι. Τα σκληρά και μαλακά σημάδια δεν αντιπροσωπεύουν ήχους. Δεν μπορούν να προφερθούν ως ανεξάρτητος ήχος. Όταν προφέρουν μια λέξη, επηρεάζουν το σύμφωνο μπροστά τους, κάνοντάς το απαλό ή σκληρό.

Μεταγραφή της λέξης

Η μεταγραφή μιας λέξης είναι μια καταγραφή των ήχων σε μια λέξη, δηλαδή, στην πραγματικότητα μια καταγραφή του πώς η λέξη προφέρεται σωστά. Οι ήχοι περικλείονται σε αγκύλες. Πρβλ.: α - γράμμα, [α] - ήχος. Η απαλότητα των συμφώνων υποδεικνύεται με απόστροφο: p - γράμμα, [p] - σκληρός ήχος, [p'] - απαλός ήχος. Τα φωνητικά και άφωνα σύμφωνα δεν υποδεικνύονται γραπτώς με κανέναν τρόπο. Η μεταγραφή της λέξης γράφεται σε αγκύλες. Παραδείγματα: πόρτα → [dv’er’], αγκάθι → [kal’uch’ka]. Μερικές φορές η μεταγραφή δείχνει τονισμό - μια απόστροφη πριν από το τονισμένο φωνήεν.

Δεν υπάρχει σαφής σύγκριση γραμμάτων και ήχων. Στη ρωσική γλώσσα υπάρχουν πολλές περιπτώσεις αντικατάστασης φωνηέντων ανάλογα με τον τόπο τονισμού της λέξης, αντικατάσταση συμφώνων ή απώλεια συμφώνων σε ορισμένους συνδυασμούς. Κατά τη σύνταξη μιας μεταγραφής μιας λέξης λαμβάνονται υπόψη οι κανόνες της φωνητικής.

Σχέδιο χρωμάτων

Στη φωνητική ανάλυση, μερικές φορές οι λέξεις σχεδιάζονται με χρωματικούς συνδυασμούς: τα γράμματα βάφονται με διαφορετικά χρώματα ανάλογα με τον ήχο που αντιπροσωπεύουν. Τα χρώματα αντικατοπτρίζουν τα φωνητικά χαρακτηριστικά των ήχων και σας βοηθούν να οπτικοποιήσετε πώς προφέρεται μια λέξη και από ποιους ήχους αποτελείται.

Όλα τα φωνήεντα (τονισμένα και άτονα) επισημαίνονται με κόκκινο φόντο. Τα ηχητικά φωνήεντα σημειώνονται με πράσινο-κόκκινο: πράσινο σημαίνει τον απαλό σύμφωνο ήχο [й‘], κόκκινο σημαίνει το φωνήεν που το ακολουθεί. Τα σύμφωνα με σκληρούς ήχους έχουν μπλε χρώμα. Τα σύμφωνα με απαλούς ήχους έχουν πράσινο χρώμα. Οι μαλακές και σκληρές πινακίδες είναι βαμμένες γκρι ή καθόλου βαμμένες.

Ονομασίες:
- φωνήεν, - ιωτοποιημένο, - σκληρό σύμφωνο, - μαλακό σύμφωνο, - μαλακό ή σκληρό σύμφωνο.

Σημείωση. Το μπλε-πράσινο χρώμα δεν χρησιμοποιείται σε διαγράμματα φωνητικής ανάλυσης, καθώς ένας σύμφωνος ήχος δεν μπορεί να είναι απαλός και σκληρός ταυτόχρονα. Το μπλε-πράσινο χρώμα στον παραπάνω πίνακα χρησιμοποιείται μόνο για να δείξει ότι ο ήχος μπορεί να είναι είτε απαλός είτε σκληρός.

Ο χώρος δεν είναι ένα ομοιογενές τίποτα. Ανάμεσα σε διάφορα αντικείμενα υπάρχουν σύννεφα αερίου και σκόνης. Είναι τα απομεινάρια των εκρήξεων σουπερνόβα και ο τόπος σχηματισμού άστρων. Σε ορισμένες περιοχές, αυτό το διαστρικό αέριο είναι αρκετά πυκνό για να διαδώσει ηχητικά κύματα, αλλά είναι ανεπαίσθητα στην ανθρώπινη ακοή.

Υπάρχει ήχος στο διάστημα;

Όταν ένα αντικείμενο κινείται - είτε είναι η δόνηση μιας χορδής κιθάρας είτε ένα πυροτέχνημα που εκρήγνυται - επηρεάζει τα κοντινά μόρια του αέρα, σαν να τα σπρώχνει. Αυτά τα μόρια συντρίβονται στους γείτονές τους και εκείνοι, με τη σειρά τους, στα επόμενα. Η κίνηση ταξιδεύει στον αέρα σαν κύμα. Όταν φτάσει στο αυτί, το άτομο το αντιλαμβάνεται ως ήχο.

Όταν ένα ηχητικό κύμα διέρχεται από τον αέρα, η πίεσή του κυμαίνεται πάνω-κάτω, όπως το θαλασσινό νερό σε μια καταιγίδα. Ο χρόνος μεταξύ αυτών των δονήσεων ονομάζεται συχνότητα ήχου και μετριέται σε Hertz (1 Hz είναι μία ταλάντωση ανά δευτερόλεπτο). Η απόσταση μεταξύ των υψηλότερων κορυφών πίεσης ονομάζεται μήκος κύματος.

Ο ήχος μπορεί να ταξιδέψει μόνο σε ένα μέσο στο οποίο το μήκος κύματος δεν είναι μεγαλύτερο από τη μέση απόσταση μεταξύ των σωματιδίων. Οι φυσικοί αποκαλούν αυτό τον «δόμο ελεύθερο υπό όρους» - τη μέση απόσταση που διανύει ένα μόριο μετά τη σύγκρουση με το ένα και πριν αλληλεπιδράσει με το επόμενο. Έτσι, ένα πυκνό μέσο μπορεί να μεταδώσει ήχους με μικρό μήκος κύματος και το αντίστροφο.

Οι ήχοι μεγάλου μήκους κύματος έχουν συχνότητες που το αυτί αντιλαμβάνεται ως χαμηλούς τόνους. Σε ένα αέριο με μέση ελεύθερη διαδρομή μεγαλύτερη από 17 m (20 Hz), τα ηχητικά κύματα θα είναι πολύ χαμηλής συχνότητας για να τα αντιληφθούν οι άνθρωποι. Ονομάζονται υπόηχοι. Εάν υπήρχαν εξωγήινοι με αυτιά που θα μπορούσαν να ακούσουν πολύ χαμηλές νότες, θα ήξεραν ακριβώς αν οι ήχοι ακούγονταν στο διάστημα.

Το τραγούδι της μαύρης τρύπας

Περίπου 220 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, στο κέντρο ενός σμήνος χιλιάδων γαλαξιών, βουίζει η πιο βαθιά νότα που έχει ακούσει ποτέ το σύμπαν. 57 οκτάβες κάτω από τη μέση C, που είναι περίπου ένα εκατομμύριο δισεκατομμύρια φορές πιο βαθιά από τη συχνότητα που μπορεί να ακούσει ένα άτομο.

Ο βαθύτερος ήχος που μπορούν να ανιχνεύσουν οι άνθρωποι έχει έναν κύκλο περίπου μίας δόνησης κάθε 1/20 του δευτερολέπτου. Η μαύρη τρύπα στον αστερισμό του Περσέα έχει έναν κύκλο περίπου μίας διακύμανσης κάθε 10 εκατομμύρια χρόνια.

Αυτό έγινε γνωστό το 2003, όταν το διαστημικό τηλεσκόπιο Chandra της NASA ανακάλυψε κάτι στο αέριο που γεμίζει το σύμπλεγμα του Περσέα: συγκεντρωμένους δακτυλίους φωτός και σκότους, σαν κυματισμοί σε μια λίμνη. Οι αστροφυσικοί λένε ότι πρόκειται για ίχνη ηχητικών κυμάτων απίστευτα χαμηλής συχνότητας. Τα φωτεινότερα είναι οι κορυφές των κυμάτων, όπου η πίεση στο αέριο είναι μεγαλύτερη. Οι πιο σκούροι δακτύλιοι είναι βαθουλώματα όπου η πίεση είναι χαμηλότερη.

Ήχος που μπορείτε να δείτε

Καυτό, μαγνητισμένο αέριο στροβιλίζεται γύρω από τη μαύρη τρύπα, παρόμοια με το νερό που στροβιλίζεται γύρω από μια αποχέτευση. Καθώς κινείται, δημιουργεί ένα ισχυρό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Αρκετά ισχυρό για να επιταχύνει το αέριο κοντά στην άκρη μιας μαύρης τρύπας σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός, μετατρέποντάς το σε τεράστιες εκρήξεις που ονομάζονται σχετικιστικοί πίδακες. Αναγκάζουν το αέριο να στρίψει λοξά στην πορεία του και αυτό το φαινόμενο προκαλεί απόκοσμους ήχους από το διάστημα.

Μεταφέρονται μέσα από το σύμπλεγμα του Περσέα εκατοντάδες χιλιάδες έτη φωτός από την πηγή τους, αλλά ο ήχος μπορεί να ταξιδέψει μόνο όσο υπάρχει αρκετό αέριο για να τον μεταφέρει. Σταματάει λοιπόν στην άκρη του νέφους αερίων που γεμίζει τον Περσέα. Αυτό σημαίνει ότι είναι αδύνατο να ακουστεί ο ήχος του στη Γη. Μπορείτε να δείτε μόνο την επίδραση στο σύννεφο αερίου. Μοιάζει σαν να κοιτάς μέσα από το διάστημα σε έναν ηχομονωμένο θάλαμο.

Παράξενος πλανήτης

Ο πλανήτης μας εκπέμπει ένα βαθύ στεναγμό κάθε φορά που κινείται ο φλοιός του. Τότε δεν υπάρχει αμφιβολία αν οι ήχοι ταξιδεύουν στο διάστημα. Ένας σεισμός μπορεί να δημιουργήσει δονήσεις στην ατμόσφαιρα με συχνότητα από ένα έως πέντε Hz. Εάν είναι αρκετά ισχυρό, μπορεί να στείλει υπερηχητικά κύματα μέσω της ατμόσφαιρας στο διάστημα.

Φυσικά, δεν υπάρχει ξεκάθαρο όριο όπου τελειώνει η ατμόσφαιρα της Γης και αρχίζει το διάστημα. Ο αέρας απλά σταδιακά γίνεται πιο αραιός μέχρι που τελικά εξαφανιστεί τελείως. Από 80 έως 550 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της Γης, η ελεύθερη διαδρομή ενός μορίου είναι περίπου ένα χιλιόμετρο. Αυτό σημαίνει ότι ο αέρας σε αυτό το υψόμετρο είναι περίπου 59 φορές πιο αραιός από αυτόν στον οποίο θα ήταν δυνατό να ακουστεί ήχος. Είναι ικανό μόνο να μεταδίδει μεγάλα κύματα υπερήχων.

Όταν ένας σεισμός μεγέθους 9,0 Ρίχτερ συγκλόνισε τη βορειοανατολική ακτή της Ιαπωνίας τον Μάρτιο του 2011, οι σεισμογράφοι σε όλο τον κόσμο κατέγραψαν τα κύματα του να ταξιδεύουν μέσα στη Γη, με τις δονήσεις του να προκαλούν ταλαντώσεις χαμηλής συχνότητας στην ατμόσφαιρα. Αυτές οι δονήσεις ταξιδεύουν μέχρι εκεί όπου το Πεδίο Βαρύτητας και ο σταθερός δορυφόρος Ocean Circulation Explorer (GOCE) συγκρίνει τη βαρύτητα της Γης σε χαμηλή τροχιά με 270 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια. Και ο δορυφόρος κατάφερε να καταγράψει αυτά τα ηχητικά κύματα.

Το GOCE διαθέτει πολύ ευαίσθητα επιταχυνσιόμετρα που ελέγχουν τον προωθητή ιόντων. Αυτό βοηθά να διατηρείται ο δορυφόρος σε σταθερή τροχιά. Τα επιταχυνσιόμετρα του GOCE του 2011 εντόπισαν κάθετες μετατοπίσεις στην πολύ λεπτή ατμόσφαιρα γύρω από τον δορυφόρο, καθώς και κυματοειδείς μετατοπίσεις στην πίεση του αέρα, καθώς διαδίδονταν ηχητικά κύματα από τον σεισμό. Οι μηχανές του δορυφόρου διόρθωσαν την μετατόπιση και αποθήκευσαν τα δεδομένα, τα οποία έγιναν ένα είδος καταγραφής του υποήχου του σεισμού.

Αυτή η καταχώρηση κρατήθηκε μυστική στα δορυφορικά δεδομένα έως ότου μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον Rafael F. Garcia δημοσίευσε αυτό το έγγραφο.

Ο πρώτος ήχος στο σύμπαν

Αν ήταν δυνατόν να γυρίσουμε πίσω στο χρόνο, περίπου στα πρώτα 760.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, θα ήταν δυνατό να μάθουμε αν υπήρχε ήχος στο διάστημα. Εκείνη την εποχή, το Σύμπαν ήταν τόσο πυκνό που τα ηχητικά κύματα μπορούσαν να ταξιδεύουν ελεύθερα.

Την ίδια περίπου εποχή, τα πρώτα φωτόνια άρχισαν να ταξιδεύουν στο διάστημα ως φως. Στη συνέχεια, όλα τελικά ψύχθηκαν αρκετά ώστε να συμπυκνωθούν σε άτομα. Πριν συμβεί η ψύξη, το Σύμπαν ήταν γεμάτο με φορτισμένα σωματίδια - πρωτόνια και ηλεκτρόνια - που απορρόφησαν ή διασκόρπισαν φωτόνια, τα σωματίδια που συνθέτουν το φως.

Σήμερα φτάνει στη Γη ως μια αμυδρή λάμψη από το φόντο των μικροκυμάτων, ορατή μόνο σε πολύ ευαίσθητα ραδιοτηλεσκόπια. Οι φυσικοί αποκαλούν αυτό το κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο ακτινοβολίας. Αυτό είναι το αρχαιότερο φως στο σύμπαν. Απαντά στο ερώτημα αν υπάρχει ήχος στο διάστημα. Το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων περιέχει μια ηχογράφηση της παλαιότερης μουσικής στο σύμπαν.

Φως στη διάσωση

Πώς μας βοηθά το φως να γνωρίζουμε αν υπάρχει ήχος στο διάστημα; Τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν μέσω του αέρα (ή του διαστρικού αερίου) ως διακυμάνσεις της πίεσης. Όταν το αέριο συμπιέζεται, ζεσταίνεται περισσότερο. Σε κοσμική κλίμακα, αυτό το φαινόμενο είναι τόσο έντονο που σχηματίζονται αστέρια. Και όταν το αέριο διαστέλλεται, ψύχεται. Τα ηχητικά κύματα που ταξίδευαν στο πρώιμο σύμπαν προκάλεσαν μικρές διακυμάνσεις στην πίεση στο αέριο περιβάλλον, οι οποίες με τη σειρά τους άφησαν ανεπαίσθητες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας που αντανακλώνται στο κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων.

Χρησιμοποιώντας αλλαγές θερμοκρασίας, ο φυσικός John Cramer του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον μπόρεσε να ανακατασκευάσει αυτούς τους απόκοσμους ήχους από το διάστημα - τη μουσική ενός διαστελλόμενου σύμπαντος. Πολλαπλασίασε τη συχνότητα κατά 10 και 26 φορές για να τον ακούσουν τα ανθρώπινα αυτιά.

Έτσι κανείς δεν θα ακούσει πραγματικά την κραυγή στο διάστημα, αλλά θα υπάρχουν ηχητικά κύματα που κινούνται μέσα από σύννεφα διαστρικού αερίου ή στις σπάνιες ακτίνες της εξωτερικής ατμόσφαιρας της Γης.

Αν μιλάμε για αντικειμενικές παραμέτρους που μπορούν να χαρακτηρίσουν την ποιότητα, τότε φυσικά όχι. Η εγγραφή σε βινύλιο ή κασέτα περιλαμβάνει πάντα την εισαγωγή πρόσθετης παραμόρφωσης και θορύβου. Γεγονός όμως είναι ότι τέτοιες παραμορφώσεις και θόρυβος δεν χαλάνε υποκειμενικά την εντύπωση της μουσικής, και συχνά μάλιστα το αντίθετο. Το σύστημα ανάλυσης ακοής και ήχου λειτουργεί αρκετά περίπλοκα· αυτό που είναι σημαντικό για την αντίληψή μας και αυτό που μπορεί να αξιολογηθεί ως ποιότητα από τεχνικής πλευράς είναι ελαφρώς διαφορετικά πράγματα.

Το MP3 είναι ένα εντελώς ξεχωριστό ζήτημα· πρόκειται για σαφή υποβάθμιση της ποιότητας προκειμένου να μειωθεί το μέγεθος του αρχείου. Η κωδικοποίηση MP3 περιλαμβάνει την αφαίρεση πιο αθόρυβων αρμονικών και το θάμπωμα των μετώπων, πράγμα που σημαίνει απώλεια λεπτομέρειας και «θάμπωμα» του ήχου.

Η ιδανική επιλογή όσον αφορά την ποιότητα και τη δίκαιη μετάδοση όλων όσων συμβαίνουν είναι η ψηφιακή εγγραφή χωρίς συμπίεση και η ποιότητα του CD είναι 16 bit, 44100 Hz - αυτό δεν είναι πλέον το όριο, μπορείτε να αυξήσετε και τον ρυθμό μετάδοσης bit - 24, 32 bit, και η συχνότητα - 48000, 82200, 96000, 192000 Hz. Το βάθος bit επηρεάζει το δυναμικό εύρος και η συχνότητα δειγματοληψίας επηρεάζει το εύρος συχνοτήτων. Δεδομένου ότι το ανθρώπινο αυτί ακούει, στην καλύτερη περίπτωση, έως και 20.000 Hz και σύμφωνα με το θεώρημα Nyquist, μια συχνότητα δειγματοληψίας 44.100 Hz θα πρέπει να είναι επαρκής, αλλά στην πραγματικότητα, για μια αρκετά ακριβή μετάδοση πολύπλοκων σύντομων ήχων, όπως οι ήχοι τύμπανα, καλύτερα να έχουν μεγαλύτερη συχνότητα. Δυναμικό εύροςΕίναι καλύτερα να έχετε και περισσότερα, ώστε να μπορούν να εγγραφούν πιο ήσυχοι ήχοι χωρίς παραμόρφωση. Αν και στην πραγματικότητα, όσο περισσότερο αυξάνονται αυτές οι δύο παράμετροι, τόσο λιγότερες αλλαγές μπορούν να παρατηρηθούν.

Ταυτόχρονα, μπορείτε να εκτιμήσετε όλες τις απολαύσεις του ψηφιακού ήχου υψηλής ποιότητας, εάν έχετε μια καλή κάρτα ήχου. Αυτό που είναι ενσωματωμένο στους περισσότερους υπολογιστές είναι γενικά τρομερό· οι Mac με ενσωματωμένες κάρτες είναι καλύτεροι, αλλά είναι καλύτερο να έχουν κάτι εξωτερικό. Λοιπόν, το ερώτημα, φυσικά, είναι πού θα βρείτε αυτές τις ψηφιακές ηχογραφήσεις με ποιότητα υψηλότερη από το CD :) Αν και το πιο άθλιο MP3 θα ακούγεται αισθητά καλύτερα σε μια καλή κάρτα ήχου.

Επιστρέφοντας στα αναλογικά πράγματα - εδώ μπορούμε να πούμε ότι οι άνθρωποι συνεχίζουν να τα χρησιμοποιούν όχι επειδή είναι πραγματικά καλύτερα και πιο ακριβή, αλλά επειδή η υψηλής ποιότητας και ακριβής εγγραφή χωρίς παραμόρφωση συνήθως δεν είναι το επιθυμητό αποτέλεσμα. Ψηφιακές παραμορφώσεις, που μπορεί να προκύψουν από κακούς αλγόριθμους επεξεργασίας ήχου, χαμηλούς ρυθμούς bit ή ρυθμούς δειγματοληψίας, ψηφιακό απόκομμα - σίγουρα ακούγονται πολύ πιο άσχημα από τα αναλογικά, αλλά μπορούν να αποφευχθούν. Και αποδεικνύεται ότι μια πραγματικά υψηλής ποιότητας και ακριβής ψηφιακή εγγραφή ακούγεται πολύ στείρα και στερείται πλούτου. Και αν, για παράδειγμα, ηχογραφήσετε τύμπανα σε κασέτα, αυτός ο κορεσμός εμφανίζεται και διατηρείται, ακόμα κι αν αυτή η εγγραφή ψηφιοποιηθεί αργότερα. Και το βινύλιο ακούγεται επίσης πιο δροσερό, ακόμα κι αν τα κομμάτια που έγιναν εξ ολοκλήρου σε υπολογιστή είχαν ηχογραφηθεί σε αυτό. Και φυσικά, όλα αυτά περιλαμβάνουν εξωτερικές ιδιότητες και συσχετισμούς, πώς φαίνονται όλα, τα συναισθήματα των ανθρώπων που το κάνουν. Είναι αρκετά κατανοητό να θέλεις να κρατάς έναν δίσκο στα χέρια σου, να ακούς μια κασέτα σε ένα παλιό μαγνητόφωνο αντί μια ηχογράφηση από υπολογιστή ή να κατανοείς αυτούς που τώρα χρησιμοποιούν μαγνητόφωνα πολλαπλών κομματιών στα στούντιο, αν και αυτό είναι πολύ πιο δύσκολο και δαπανηρή. Αυτό όμως έχει τη δική του πλάκα.

18 Φεβρουαρίου 2016

Ο κόσμος της οικιακής ψυχαγωγίας είναι αρκετά ποικίλος και μπορεί να περιλαμβάνει: παρακολούθηση ταινιών σε ένα καλό σύστημα οικιακού κινηματογράφου. συναρπαστικό και συναρπαστικό παιχνίδι ή ακούγοντας μουσική. Κατά κανόνα, ο καθένας βρίσκει κάτι δικό του σε αυτόν τον τομέα ή συνδυάζει τα πάντα ταυτόχρονα. Όποιοι όμως και αν είναι οι στόχοι ενός ατόμου για την οργάνωση του ελεύθερου χρόνου του και σε όποιο άκρο κι αν φτάνουν, όλοι αυτοί οι σύνδεσμοι συνδέονται σταθερά με μια απλή και κατανοητή λέξη - "ήχος". Πράγματι, σε όλες αυτές τις περιπτώσεις θα οδηγούμαστε από το χέρι ηχητική συνοδεία. Αλλά αυτή η ερώτηση δεν είναι τόσο απλή και ασήμαντη, ειδικά σε περιπτώσεις όπου υπάρχει η επιθυμία να επιτευχθεί ήχος υψηλής ποιότητας σε ένα δωμάτιο ή σε οποιεσδήποτε άλλες συνθήκες. Για να γίνει αυτό, δεν είναι πάντα απαραίτητο να αγοράσετε ακριβό hi-fi ή εξαρτήματα υψηλής τεχνολογίας(αν και θα είναι πολύ χρήσιμο), και μερικές φορές αρκεί μια καλή γνώση της φυσικής θεωρίας, η οποία μπορεί να εξαλείψει τα περισσότερα από τα προβλήματα που προκύπτουν για όλους όσοι σκοπεύουν να αποκτήσουν φωνητική δράση υψηλής ποιότητας.

Στη συνέχεια, η θεωρία του ήχου και της ακουστικής θα εξεταστεί από τη σκοπιά της φυσικής. Σε αυτήν την περίπτωση, θα προσπαθήσω να το κάνω όσο το δυνατόν πιο προσιτό στην κατανόηση οποιουδήποτε ατόμου που, ίσως, απέχει πολύ από το να γνωρίζει φυσικούς νόμους ή τύπους, αλλά παρόλα αυτά ονειρεύεται με πάθος να πραγματοποιήσει το όνειρο της δημιουργίας ενός τέλειου ακουστικού συστήματος. Δεν υποθέτω ότι για να επιτύχετε καλά αποτελέσματα σε αυτόν τον τομέα στο σπίτι (ή σε ένα αυτοκίνητο, για παράδειγμα), πρέπει να γνωρίζετε καλά αυτές τις θεωρίες, αλλά η κατανόηση των βασικών θα σας επιτρέψει να αποφύγετε πολλά ανόητα και παράλογα λάθη , και θα σας επιτρέψει επίσης να επιτύχετε το μέγιστο ηχητικό εφέ από το σύστημα σε οποιοδήποτε επίπεδο.

Γενική θεωρία ήχου και μουσική ορολογία

Τι είναι αυτό ήχος? Αυτή είναι η αίσθηση που αντιλαμβάνεται το ακουστικό όργανο "αυτί"(το ίδιο το φαινόμενο υπάρχει χωρίς τη συμμετοχή του «αυτί» στη διαδικασία, αλλά αυτό είναι πιο κατανοητό), το οποίο συμβαίνει όταν το τύμπανο διεγείρεται από ένα ηχητικό κύμα. Το αυτί σε αυτή την περίπτωση λειτουργεί ως «δέκτης» ηχητικών κυμάτων διαφόρων συχνοτήτων.
Ηχητικό κύμαείναι ουσιαστικά μια διαδοχική σειρά συμπίεσης και εκκενώσεων του μέσου (συχνότερα του μέσου αέρα υπό κανονικές συνθήκες) διαφόρων συχνοτήτων. Η φύση των ηχητικών κυμάτων είναι ταλαντωτική, προκαλείται και παράγεται από τη δόνηση οποιουδήποτε σώματος. Η εμφάνιση και η διάδοση ενός κλασικού ηχητικού κύματος είναι δυνατή σε τρία ελαστικά μέσα: αέρια, υγρά και στερεά. Όταν εμφανίζεται ένα ηχητικό κύμα σε έναν από αυτούς τους τύπους χώρου, ορισμένες αλλαγές συμβαίνουν αναπόφευκτα στο ίδιο το μέσο, ​​για παράδειγμα, μια αλλαγή στην πυκνότητα ή την πίεση του αέρα, κίνηση σωματιδίων μάζας αέρα κ.λπ.

Δεδομένου ότι ένα ηχητικό κύμα έχει μια ταλαντωτική φύση, έχει ένα τέτοιο χαρακτηριστικό όπως η συχνότητα. Συχνότηταμετριέται σε hertz (προς τιμήν του Γερμανού φυσικού Heinrich Rudolf Hertz), και υποδηλώνει τον αριθμό των ταλαντώσεων σε χρονικό διάστημα ίσο με ένα δευτερόλεπτο. Εκείνοι. Για παράδειγμα, μια συχνότητα 20 Hz δείχνει έναν κύκλο 20 ταλαντώσεων σε ένα δευτερόλεπτο. Η υποκειμενική έννοια του ύψους του εξαρτάται επίσης από τη συχνότητα του ήχου. Όσο περισσότεροι κραδασμοί ήχου γίνονται ανά δευτερόλεπτο, τόσο πιο «υψηλός» εμφανίζεται ο ήχος. Ένα ηχητικό κύμα έχει επίσης ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό, το οποίο έχει ένα όνομα - μήκος κύματος. Μήκος κύματοςΣυνηθίζεται να λαμβάνεται υπόψη η απόσταση που διανύει ένας ήχος συγκεκριμένης συχνότητας σε περίοδο ίση με ένα δευτερόλεπτο. Για παράδειγμα, το μήκος κύματος του χαμηλότερου ήχου στην ανθρώπινη ακουστική περιοχή στα 20 Hz είναι 16,5 μέτρα και το μήκος κύματος του υψηλότερου ήχου στα 20.000 Hz είναι 1,7 εκατοστά.

Το ανθρώπινο αυτί είναι σχεδιασμένο με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί να αντιλαμβάνεται κύματα μόνο σε περιορισμένο εύρος, περίπου 20 Hz - 20.000 Hz (ανάλογα με τα χαρακτηριστικά ενός συγκεκριμένου ατόμου, κάποιοι μπορούν να ακούν λίγο περισσότερο, άλλοι λιγότερο) . Έτσι, αυτό δεν σημαίνει ότι ήχοι κάτω ή πάνω από αυτές τις συχνότητες δεν υπάρχουν, απλώς δεν γίνονται αντιληπτοί από το ανθρώπινο αυτί, υπερβαίνοντας το ακουστικό εύρος. Ο ήχος πάνω από το ηχητικό εύρος ονομάζεται υπέρηχος, ονομάζεται ήχος κάτω από το ηχητικό εύρος Υπόηχος. Μερικά ζώα είναι σε θέση να αντιλαμβάνονται υπερήχους και υπέρυθρους ήχους, μερικά ακόμη χρησιμοποιούν αυτό το εύρος για προσανατολισμό στο διάστημα (νυχτερίδες, δελφίνια). Εάν ο ήχος διέρχεται από ένα μέσο που δεν βρίσκεται σε άμεση επαφή με το ανθρώπινο όργανο ακοής, τότε αυτός ο ήχος μπορεί να μην ακουστεί ή μπορεί να εξασθενήσει πολύ στη συνέχεια.

Στη μουσική ορολογία του ήχου, υπάρχουν τόσο σημαντικοί προσδιορισμοί όπως η οκτάβα, ο τόνος και ο τόνος του ήχου. Οκτάβασημαίνει ένα διάστημα στο οποίο ο λόγος συχνότητας μεταξύ των ήχων είναι 1 προς 2. Μια οκτάβα είναι συνήθως πολύ ευδιάκριτη από το αυτί, ενώ οι ήχοι μέσα σε αυτό το διάστημα μπορεί να είναι πολύ παρόμοιοι μεταξύ τους. Μια οκτάβα μπορεί επίσης να ονομαστεί ένας ήχος που δονείται δύο φορές περισσότερο από έναν άλλο ήχο την ίδια χρονική περίοδο. Για παράδειγμα, η συχνότητα των 800 Hz δεν είναι τίποτα περισσότερο από μια υψηλότερη οκτάβα 400 Hz και η συχνότητα των 400 Hz με τη σειρά της είναι η επόμενη οκτάβα ήχου με συχνότητα 200 Hz. Η οκτάβα, με τη σειρά της, αποτελείται από τόνους και τόνους. Οι μεταβλητές δονήσεις σε ένα αρμονικό ηχητικό κύμα της ίδιας συχνότητας γίνονται αντιληπτές από το ανθρώπινο αυτί ως μουσικός τόνος. Οι δονήσεις υψηλής συχνότητας μπορούν να ερμηνευθούν ως ήχοι υψηλής συχνότητας, ενώ οι δονήσεις χαμηλής συχνότητας μπορούν να ερμηνευθούν ως ήχοι χαμηλής συχνότητας. Το ανθρώπινο αυτί είναι σε θέση να διακρίνει ξεκάθαρα ήχους με διαφορά ενός τόνου (στην περιοχή έως και 4000 Hz). Παρόλα αυτά, η μουσική χρησιμοποιεί εξαιρετικά μικρό αριθμό ήχων. Αυτό εξηγείται από τις εκτιμήσεις της αρχής της αρμονικής συνοχής· όλα βασίζονται στην αρχή των οκτάβων.

Ας εξετάσουμε τη θεωρία των μουσικών τόνων χρησιμοποιώντας το παράδειγμα μιας χορδής τεντωμένης με συγκεκριμένο τρόπο. Μια τέτοια χορδή, ανάλογα με τη δύναμη τάσης, θα «συντονιστεί» σε μια συγκεκριμένη συχνότητα. Όταν αυτή η χορδή εκτίθεται σε κάτι με μια συγκεκριμένη δύναμη, η οποία την προκαλεί να δονείται, θα παρατηρείται σταθερά ένας συγκεκριμένος τόνος ήχου και θα ακούμε την επιθυμητή συχνότητα συντονισμού. Αυτός ο ήχος ονομάζεται θεμελιώδης τόνος. Η συχνότητα της νότας «Α» της πρώτης οκτάβας γίνεται επίσημα αποδεκτή ως ο θεμελιώδης τόνος στο μουσικό πεδίο, ίση με 440 Hz. Ωστόσο, τα περισσότερα μουσικά όργανα δεν αναπαράγουν ποτέ μόνο τους καθαρούς θεμελιώδεις τόνους· αναπόφευκτα συνοδεύονται από τόνους που ονομάζονται αποχρώσεις. Εδώ είναι σκόπιμο να υπενθυμίσουμε έναν σημαντικό ορισμό της μουσικής ακουστικής, την έννοια της ηχητικής χροιάς. Τέμπο- αυτό είναι ένα χαρακτηριστικό των μουσικών ήχων που δίνει στα μουσικά όργανα και τις φωνές τη μοναδική, αναγνωρίσιμη ιδιαιτερότητα του ήχου, ακόμη και όταν συγκρίνετε ήχους της ίδιας έντασης και έντασης. Η χροιά κάθε μουσικού οργάνου εξαρτάται από την κατανομή της ηχητικής ενέργειας μεταξύ των αποχρώσεων τη στιγμή που εμφανίζεται ο ήχος.

Οι υπέρηχοι σχηματίζουν έναν συγκεκριμένο χρωματισμό του θεμελιώδους τόνου, με τον οποίο μπορούμε εύκολα να αναγνωρίσουμε και να αναγνωρίσουμε ένα συγκεκριμένο όργανο, καθώς και να διακρίνουμε ξεκάθαρα τον ήχο του από ένα άλλο όργανο. Υπάρχουν δύο τύποι αποχρώσεων: αρμονικοί και μη αρμονικοί. Αρμονικές αποχρώσειςεξ ορισμού είναι πολλαπλάσια της θεμελιώδους συχνότητας. Αντίθετα, αν οι επισημάνσεις δεν είναι πολλαπλές και αποκλίνουν αισθητά από τις τιμές, τότε ονομάζονται μη αρμονική. Στη μουσική, η λειτουργία με πολλαπλούς τόνους πρακτικά αποκλείεται, επομένως ο όρος περιορίζεται στην έννοια του "overtone", που σημαίνει αρμονική. Για ορισμένα όργανα, όπως το πιάνο, ο θεμελιώδης τόνος δεν έχει καν χρόνο να σχηματιστεί· σε σύντομο χρονικό διάστημα, η ηχητική ενέργεια των φθόγγων αυξάνεται και στη συνέχεια μειώνεται εξίσου γρήγορα. Πολλά όργανα δημιουργούν αυτό που ονομάζεται εφέ "μεταβατικού τόνου", όπου η ενέργεια ορισμένων χροιών είναι υψηλότερη σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή, συνήθως στην αρχή, αλλά στη συνέχεια αλλάζει απότομα και προχωρά σε άλλους τόνους. Το εύρος συχνοτήτων κάθε οργάνου μπορεί να εξεταστεί χωριστά και συνήθως περιορίζεται στις θεμελιώδεις συχνότητες που μπορεί να παράγει το συγκεκριμένο όργανο.

Στη θεωρία του ήχου υπάρχει επίσης μια τέτοια έννοια όπως ο ΘΟΡΥΒΟΣ. Θόρυβος- πρόκειται για οποιονδήποτε ήχο που δημιουργείται από συνδυασμό πηγών που δεν είναι συνεπείς μεταξύ τους. Όλοι είναι εξοικειωμένοι με τον ήχο των φύλλων των δέντρων που ταλαντεύονται από τον άνεμο κ.λπ.

Τι καθορίζει την ένταση του ήχου;Προφανώς, ένα τέτοιο φαινόμενο εξαρτάται άμεσα από την ποσότητα ενέργειας που μεταφέρεται από το ηχητικό κύμα. Για τον προσδιορισμό ποσοτικών δεικτών έντασης, υπάρχει μια έννοια - ένταση ήχου. Ένταση ήχουορίζεται ως η ροή ενέργειας που διέρχεται από κάποια περιοχή του χώρου (για παράδειγμα, cm2) ανά μονάδα χρόνου (για παράδειγμα, ανά δευτερόλεπτο). Κατά τη διάρκεια της κανονικής συνομιλίας, η ένταση είναι περίπου 9 ή 10 W/cm2. Το ανθρώπινο αυτί είναι ικανό να αντιλαμβάνεται ήχους σε ένα αρκετά μεγάλο εύρος ευαισθησίας, ενώ η ευαισθησία των συχνοτήτων είναι ετερογενής εντός του φάσματος του ήχου. Με αυτόν τον τρόπο, γίνεται καλύτερα αντιληπτή η περιοχή συχνοτήτων 1000 Hz - 4000 Hz, η οποία καλύπτει ευρύτερα την ανθρώπινη ομιλία.

Επειδή οι ήχοι ποικίλλουν τόσο πολύ στην ένταση, είναι πιο βολικό να το σκεφτούμε ως λογαριθμικό μέγεθος και να το μετρήσουμε σε ντεσιμπέλ (μετά τον Σκωτσέζο επιστήμονα Alexander Graham Bell). Το κατώτερο όριο ευαισθησίας ακοής του ανθρώπινου αυτιού είναι 0 dB, το ανώτερο είναι 120 dB, που ονομάζεται επίσης «όριο πόνου». Το ανώτερο όριο ευαισθησίας γίνεται επίσης αντιληπτό από το ανθρώπινο αυτί όχι με τον ίδιο τρόπο, αλλά εξαρτάται από τη συγκεκριμένη συχνότητα. Ήχοι χαμηλές συχνότητεςπρέπει να έχουν πολύ μεγαλύτερη ένταση από τις υψηλές για να προκαλέσουν κατώφλι πόνου. Για παράδειγμα, ο ουδός πόνου σε χαμηλή συχνότητα 31,5 Hz εμφανίζεται σε επίπεδο έντασης ήχου 135 dB, όταν σε συχνότητα 2000 Hz η αίσθηση του πόνου θα εμφανίζεται στα 112 dB. Υπάρχει επίσης η έννοια της ηχητικής πίεσης, η οποία στην πραγματικότητα επεκτείνει τη συνήθη εξήγηση της διάδοσης ενός ηχητικού κύματος στον αέρα. Ηχητική πίεση- αυτή είναι μια μεταβλητή υπερβολική πίεση που προκύπτει σε ένα ελαστικό μέσο ως αποτέλεσμα της διέλευσης ενός ηχητικού κύματος μέσα από αυτό.

Η κυματική φύση του ήχου

Για να κατανοήσετε καλύτερα το σύστημα παραγωγής ηχητικών κυμάτων, φανταστείτε ένα κλασικό ηχείο που βρίσκεται σε έναν σωλήνα γεμάτο αέρα. Αν ο ομιλητής κάνει τίναγμαπρος τα εμπρός, τότε ο αέρας που βρίσκεται σε άμεση γειτνίαση με τον διαχύτη συμπιέζεται στιγμιαία. Στη συνέχεια, ο αέρας θα επεκταθεί, ωθώντας έτσι την περιοχή πεπιεσμένου αέρα κατά μήκος του σωλήνα.
Αυτή η κίνηση του κύματος θα γίνει στη συνέχεια ηχητική όταν φτάσει στο ακουστικό όργανο και «διεγείρει» το τύμπανο. Όταν ένα ηχητικό κύμα εμφανίζεται σε ένα αέριο, δημιουργείται υπερβολική πίεση και υπερβολική πυκνότητα και τα σωματίδια κινούνται με σταθερή ταχύτητα. Σχετικά με τα ηχητικά κύματα, είναι σημαντικό να θυμάστε το γεγονός ότι η ουσία δεν κινείται μαζί με το ηχητικό κύμα, αλλά εμφανίζεται μόνο μια προσωρινή διαταραχή των μαζών του αέρα.

Εάν φανταστούμε ένα έμβολο αναρτημένο σε ελεύθερο χώρο σε ένα ελατήριο και κάνει επαναλαμβανόμενες κινήσεις "μπρος-πίσω", τότε τέτοιες ταλαντώσεις θα ονομάζονται αρμονικές ή ημιτονοειδείς (αν φανταστούμε το κύμα ως γράφημα, τότε σε αυτήν την περίπτωση θα πάρουμε ένα καθαρό ημιτονοειδές με επαναλαμβανόμενες πτώσεις και αυξήσεις). Αν φανταστούμε ένα ηχείο σε σωλήνα (όπως στο παράδειγμα που περιγράφεται παραπάνω), να εκτελεί αρμονικές δονήσεις, τότε τη στιγμή που το ηχείο κινείται «εμπρός», επιτυγχάνεται το ήδη γνωστό αποτέλεσμα της συμπίεσης αέρα και όταν το ηχείο κινείται «πίσω», προκύπτει το αντίθετο αποτέλεσμα του κενού. Σε αυτή την περίπτωση, ένα κύμα εναλλασσόμενης συμπίεσης και αραίωσης θα διαδοθεί μέσω του σωλήνα. Θα καλείται η απόσταση κατά μήκος του σωλήνα μεταξύ γειτονικών μέγιστων ή ελάχιστων (φάσεις). μήκος κύματος. Εάν τα σωματίδια ταλαντώνονται παράλληλα με την κατεύθυνση διάδοσης του κύματος, τότε το κύμα λέγεται γεωγραφικού μήκους. Αν ταλαντώνονται κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης, τότε το κύμα ονομάζεται εγκάρσιος. Συνήθως, τα ηχητικά κύματα στα αέρια και τα υγρά είναι διαμήκη, αλλά στα στερεά μπορεί να εμφανιστούν κύματα και των δύο τύπων. Τα εγκάρσια κύματα στα στερεά προκύπτουν λόγω της αντίστασης στην αλλαγή του σχήματος. Η κύρια διαφορά μεταξύ αυτών των δύο τύπων κυμάτων είναι ότι ένα εγκάρσιο κύμα έχει την ιδιότητα της πόλωσης (οι ταλαντώσεις συμβαίνουν σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο), ενώ ένα διαμήκη κύμα όχι.

Ταχύτητα ήχου

Η ταχύτητα του ήχου εξαρτάται άμεσα από τα χαρακτηριστικά του μέσου στο οποίο διαδίδεται. Καθορίζεται (εξαρτάται) από δύο ιδιότητες του μέσου: την ελαστικότητα και την πυκνότητα του υλικού. Η ταχύτητα του ήχου στα στερεά εξαρτάται άμεσα από τον τύπο του υλικού και τις ιδιότητές του. Η ταχύτητα στα αέρια μέσα εξαρτάται μόνο από έναν τύπο παραμόρφωσης του μέσου: συμπίεση-αραίνωση. Η αλλαγή της πίεσης σε ένα ηχητικό κύμα συμβαίνει χωρίς ανταλλαγή θερμότητας με τα γύρω σωματίδια και ονομάζεται αδιαβατική.
Η ταχύτητα του ήχου σε ένα αέριο εξαρτάται κυρίως από τη θερμοκρασία - αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας και μειώνεται με τη μείωση της θερμοκρασίας. Επίσης, η ταχύτητα του ήχου σε ένα αέριο μέσο εξαρτάται από το μέγεθος και τη μάζα των ίδιων των μορίων αερίου - όσο μικρότερη είναι η μάζα και το μέγεθος των σωματιδίων, τόσο μεγαλύτερη είναι η «αγωγιμότητα» του κύματος και, κατά συνέπεια, τόσο μεγαλύτερη η ταχύτητα.

Σε υγρά και στερεά μέσα, η αρχή της διάδοσης και η ταχύτητα του ήχου είναι παρόμοια με το πώς διαδίδεται ένα κύμα στον αέρα: με συμπίεση-εκφόρτιση. Αλλά σε αυτά τα περιβάλλοντα, εκτός από την ίδια εξάρτηση από τη θερμοκρασία, η πυκνότητα του μέσου και η σύνθεση/δομή του είναι αρκετά σημαντική. Όσο μικρότερη είναι η πυκνότητα της ουσίας, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα του ήχου και αντίστροφα. Η εξάρτηση από τη σύνθεση του μέσου είναι πιο σύνθετη και καθορίζεται σε κάθε συγκεκριμένη περίπτωση, λαμβάνοντας υπόψη τη θέση και την αλληλεπίδραση μορίων/ ατόμων.

Ταχύτητα ήχου στον αέρα σε t, °C 20: 343 m/s
Ταχύτητα ήχου σε απεσταγμένο νερό σε t, °C 20: 1481 m/s
Ταχύτητα ήχου σε χάλυβα σε t, °C 20: 5000 m/s

Μόνιμα κύματα και παρεμβολές

Όταν ένα ηχείο δημιουργεί ηχητικά κύματα σε έναν περιορισμένο χώρο, αναπόφευκτα εμφανίζεται η επίδραση των κυμάτων που αντανακλώνται από τα όρια. Ως αποτέλεσμα, αυτό συμβαίνει συχνότερα επίδραση παρεμβολής- όταν δύο ή περισσότερα ηχητικά κύματα επικαλύπτονται μεταξύ τους. Ιδιαίτερες περιπτώσεις φαινομένων παρεμβολής είναι ο σχηματισμός: 1) Κύμα παλμού ή 2) στάσιμων κυμάτων. Χτύποι κυμάτων- αυτό συμβαίνει όταν συμβαίνει η προσθήκη κυμάτων με παρόμοιες συχνότητες και πλάτη. Η εικόνα της εμφάνισης παλμών: όταν δύο κύματα παρόμοιων συχνοτήτων αλληλοεπικαλύπτονται. Σε κάποια χρονική στιγμή, με μια τέτοια επικάλυψη, οι κορυφές του πλάτους μπορεί να συμπίπτουν «σε φάση» και οι μειώσεις μπορεί επίσης να συμπίπτουν σε «αντιφάση». Έτσι χαρακτηρίζονται τα ηχητικά beat. Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι, σε αντίθεση με τα στάσιμα κύματα, οι συμπτώσεις φάσεων των κορυφών δεν συμβαίνουν συνεχώς, αλλά σε ορισμένα χρονικά διαστήματα. Στο αυτί, αυτό το μοτίβο κτύπων διακρίνεται αρκετά καθαρά και ακούγεται ως περιοδική αύξηση και μείωση της έντασης, αντίστοιχα. Ο μηχανισμός με τον οποίο συμβαίνει αυτό το φαινόμενο είναι εξαιρετικά απλός: όταν οι κορυφές συμπίπτουν, ο όγκος αυξάνεται και όταν συμπίπτουν οι κοιλάδες, ο όγκος μειώνεται.

Μόνιμα κύματαπροκύπτουν σε περίπτωση υπέρθεσης δύο κυμάτων του ίδιου πλάτους, φάσης και συχνότητας, όταν όταν τέτοια κύματα «συναντιούνται» το ένα κινείται προς την εμπρός κατεύθυνση και το άλλο προς την αντίθετη κατεύθυνση. Στην περιοχή του χώρου (όπου σχηματίστηκε το στάσιμο κύμα), εμφανίζεται μια εικόνα της υπέρθεσης δύο πλατών συχνοτήτων, με εναλλασσόμενα μέγιστα (οι λεγόμενοι αντικόμβοι) και ελάχιστα (οι λεγόμενοι κόμβοι). Όταν συμβαίνει αυτό το φαινόμενο, η συχνότητα, η φάση και ο συντελεστής εξασθένησης του κύματος στο σημείο ανάκλασης είναι εξαιρετικά σημαντικές. Σε αντίθεση με τα κινούμενα κύματα, δεν υπάρχει μεταφορά ενέργειας σε ένα στάσιμο κύμα λόγω του γεγονότος ότι τα εμπρός και τα πίσω κύματα που σχηματίζουν αυτό το κύμα μεταφέρουν ενέργεια σε ίσες ποσότητες τόσο προς την εμπρός όσο και προς την αντίθετη κατεύθυνση. Για να κατανοήσουμε με σαφήνεια την εμφάνιση ενός στάσιμου κύματος, ας παρουσιάσουμε ένα παράδειγμα από ακουστική στο σπίτι. Ας υποθέσουμε ότι έχουμε επιδαπέδια συστήματα ηχείων σε κάποιο περιορισμένο χώρο (δωμάτιο). Έχοντας τους να παίξουν κάτι με πολλά μπάσα, ας προσπαθήσουμε να αλλάξουμε τη θέση του ακροατή στο δωμάτιο. Έτσι, ένας ακροατής που βρίσκεται στη ζώνη του ελάχιστου (αφαίρεση) ενός στάσιμου κύματος θα αισθανθεί το αποτέλεσμα ότι υπάρχουν πολύ λίγα μπάσα, και εάν ο ακροατής βρεθεί σε μια ζώνη μέγιστων (προσθήκη) συχνοτήτων, τότε το αντίθετο επιτυγχάνεται η επίδραση μιας σημαντικής αύξησης στην περιοχή των μπάσων. Σε αυτή την περίπτωση, το αποτέλεσμα παρατηρείται σε όλες τις οκτάβες της βασικής συχνότητας. Για παράδειγμα, εάν η βασική συχνότητα είναι 440 Hz, τότε το φαινόμενο της «προσθήκης» ή της «αφαίρεσης» θα παρατηρηθεί επίσης σε συχνότητες 880 Hz, 1760 Hz, 3520 Hz κ.λπ.

Φαινόμενο συντονισμού

Τα περισσότερα στερεά έχουν φυσική συχνότητα συντονισμού. Είναι αρκετά εύκολο να κατανοήσουμε αυτό το φαινόμενο χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός συνηθισμένου σωλήνα, ανοιχτού μόνο στο ένα άκρο. Ας φανταστούμε μια κατάσταση όπου ένα ηχείο είναι συνδεδεμένο στο άλλο άκρο του σωλήνα, το οποίο μπορεί να παίξει μια σταθερή συχνότητα, η οποία μπορεί επίσης να αλλάξει αργότερα. Έτσι, ο σωλήνας έχει μια φυσική συχνότητα συντονισμού, λέγοντας σε απλή γλώσσαείναι η συχνότητα στην οποία ο σωλήνας «αντηχεί» ή παράγει τον δικό του ήχο. Εάν η συχνότητα του ηχείου (ως αποτέλεσμα της ρύθμισης) συμπίπτει με τη συχνότητα συντονισμού του σωλήνα, τότε θα συμβεί το αποτέλεσμα της αύξησης της έντασης πολλές φορές. Αυτό συμβαίνει επειδή το μεγάφωνο διεγείρει τους κραδασμούς της στήλης αέρα στο σωλήνα με σημαντικό πλάτος μέχρι να βρεθεί η ίδια «συχνότητα συντονισμού» και να συμβεί το φαινόμενο προσθήκης. Το φαινόμενο που προκύπτει μπορεί να περιγραφεί ως εξής: ο σωλήνας σε αυτό το παράδειγμα «βοηθά» το ηχείο αντηχώντας σε μια συγκεκριμένη συχνότητα, οι προσπάθειές τους αθροίζονται και «έχουν ως αποτέλεσμα» ένα ηχητικό δυνατό εφέ. Χρησιμοποιώντας το παράδειγμα των μουσικών οργάνων, αυτό το φαινόμενο μπορεί εύκολα να φανεί, αφού ο σχεδιασμός των περισσότερων οργάνων περιέχει στοιχεία που ονομάζονται αντηχεία. Δεν είναι δύσκολο να μαντέψει κανείς τι εξυπηρετεί τον σκοπό της ενίσχυσης μιας συγκεκριμένης συχνότητας ή μουσικού τόνου. Για παράδειγμα: σώμα κιθάρας με αντηχείο σε μορφή οπής που ταιριάζει με την ένταση. Ο σχεδιασμός του σωλήνα φλάουτου (και γενικά όλων των σωλήνων). Το κυλινδρικό σχήμα του σώματος του τυμπάνου, το οποίο από μόνο του είναι αντηχείο ορισμένης συχνότητας.

Φάσμα συχνοτήτων ήχου και απόκρισης συχνότητας

Δεδομένου ότι στην πράξη δεν υπάρχουν πρακτικά κύματα της ίδιας συχνότητας, καθίσταται απαραίτητο να αποσυντεθεί ολόκληρο το ηχητικό φάσμα του ακουστικού εύρους σε τόνους ή αρμονικές. Για τους σκοπούς αυτούς, υπάρχουν γραφήματα που εμφανίζουν την εξάρτηση της σχετικής ενέργειας των ηχητικών δονήσεων από τη συχνότητα. Αυτό το γράφημα ονομάζεται γράφημα φάσματος συχνοτήτων ήχου. Φάσμα συχνοτήτων ήχουΥπάρχουν δύο τύποι: διακριτός και συνεχής. Μια γραφική παράσταση διακριτού φάσματος εμφανίζει μεμονωμένες συχνότητες διαχωρισμένες με κενά κενά. Σε ένα συνεχές φάσμα, όλα είναι παρόντα ταυτόχρονα συχνότητες ήχου.
Στην περίπτωση της μουσικής ή της ακουστικής, το συνηθισμένο γράφημα χρησιμοποιείται συχνότερα Χαρακτηριστικά πλάτους-συχνότητας(συντομογραφία "AFC"). Αυτό το γράφημα δείχνει την εξάρτηση του πλάτους των ηχητικών δονήσεων από τη συχνότητα σε όλο το φάσμα συχνοτήτων (20 Hz - 20 kHz). Εξετάζοντας ένα τέτοιο γράφημα, είναι εύκολο να κατανοήσουμε, για παράδειγμα, τα δυνατά σημεία ή τις αδυναμίες ενός συγκεκριμένου ηχείου ή ακουστικού συστήματος στο σύνολό του, τις ισχυρότερες περιοχές παραγωγής ενέργειας, τις πτώσεις και τις αυξήσεις συχνότητας, την εξασθένηση και επίσης να εντοπίσουμε την απότομη της παρακμής.

Διάδοση ηχητικών κυμάτων, φάση και αντιφάση

Η διαδικασία διάδοσης των ηχητικών κυμάτων συμβαίνει προς όλες τις κατευθύνσεις από την πηγή. Το απλούστερο παράδειγμα για να κατανοήσουμε αυτό το φαινόμενο είναι ένα βότσαλο πεταμένο στο νερό.
Από το σημείο που έπεσε η πέτρα αρχίζουν να απλώνονται κύματα στην επιφάνεια του νερού προς όλες τις κατευθύνσεις. Ωστόσο, ας φανταστούμε μια κατάσταση χρησιμοποιώντας ένα ηχείο σε μια συγκεκριμένη ένταση, ας πούμε ένα κλειστό κουτί, το οποίο είναι συνδεδεμένο με έναν ενισχυτή και παίζει κάποιο είδος μουσικού σήματος. Είναι εύκολο να παρατηρήσετε (ειδικά αν εφαρμόσετε ένα ισχυρό σήμα χαμηλής συχνότητας, για παράδειγμα ένα τύμπανο μπάσου) ότι το ηχείο κάνει μια γρήγορη κίνηση «εμπρός» και μετά την ίδια γρήγορη κίνηση «πίσω». Αυτό που μένει να γίνει κατανοητό είναι ότι όταν το ηχείο κινείται προς τα εμπρός, εκπέμπει ένα ηχητικό κύμα που ακούμε αργότερα. Τι συμβαίνει όμως όταν το ηχείο κινείται προς τα πίσω; Και παραδόξως, συμβαίνει το ίδιο, το ηχείο βγάζει τον ίδιο ήχο, μόνο που στο παράδειγμά μας διαδίδεται εξ ολοκλήρου εντός της έντασης του κουτιού, χωρίς να υπερβαίνει τα όριά του (το κουτί είναι κλειστό). Γενικά, στο παραπάνω παράδειγμα μπορεί κανείς να παρατηρήσει αρκετά ενδιαφέροντα φυσικά φαινόμενα, το πιο σημαντικό από τα οποία είναι η έννοια της φάσης.

Το ηχητικό κύμα που το ηχείο, όντας σε ένταση, εκπέμπει προς την κατεύθυνση του ακροατή είναι «σε φάση». Το αντίστροφο κύμα, που εισέρχεται στον όγκο του κουτιού, θα είναι αντίστοιχα αντιφασικό. Μένει μόνο να καταλάβουμε τι σημαίνουν αυτές οι έννοιες; Φάση σήματος– αυτό είναι το επίπεδο ηχητικής πίεσης την τρέχουσα χρονική στιγμή σε κάποιο σημείο του χώρου. Ο ευκολότερος τρόπος για να κατανοήσετε τη φάση είναι με το παράδειγμα της αναπαραγωγής μουσικού υλικού από ένα συμβατικό επιδαπέδιο στερεοφωνικό ζεύγος οικιακών ηχείων. Ας φανταστούμε ότι δύο τέτοια επιδαπέδια ηχεία είναι εγκατεστημένα σε ένα συγκεκριμένο δωμάτιο και παίζουν. Σε αυτήν την περίπτωση, και τα δύο ακουστικά συστήματα αναπαράγουν ένα σύγχρονο σήμα μεταβλητής ηχητικής πίεσης και η ηχητική πίεση ενός ηχείου προστίθεται στην ηχητική πίεση του άλλου ηχείου. Ένα παρόμοιο αποτέλεσμα συμβαίνει λόγω της συγχρονικότητας της αναπαραγωγής σήματος από το αριστερό και το δεξί ηχείο, αντίστοιχα, με άλλα λόγια, οι κορυφές και τα κατώτατα όρια των κυμάτων που εκπέμπονται από το αριστερό και το δεξί ηχείο συμπίπτουν.

Τώρα ας φανταστούμε ότι οι ηχητικές πιέσεις εξακολουθούν να αλλάζουν με τον ίδιο τρόπο (δεν έχουν υποστεί αλλαγές), αλλά μόνο τώρα είναι αντίθετες μεταξύ τους. Αυτό μπορεί να συμβεί εάν συνδέσετε ένα σύστημα ηχείων από τα δύο σε αντίστροφη πολικότητα (καλώδιο "+" από τον ενισχυτή στον ακροδέκτη "-" του συστήματος ηχείων και καλώδιο "-" από τον ενισχυτή στον ακροδέκτη "+" του σύστημα ηχείων). Σε αυτήν την περίπτωση, το αντίθετο σήμα θα προκαλέσει διαφορά πίεσης, η οποία μπορεί να αναπαρασταθεί σε αριθμούς ως εξής: αριστερά ακουστικό σύστημαθα δημιουργήσει πίεση "1 Pa", και το σωστό σύστημα ηχείων θα δημιουργήσει πίεση "μείον 1 Pa". Ως αποτέλεσμα, η συνολική ένταση ήχου στη θέση του ακροατή θα είναι μηδενική. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται αντιφάση. Αν εξετάσουμε το παράδειγμα λεπτομερέστερα για κατανόηση, αποδεικνύεται ότι δύο ηχεία που παίζουν "σε φάση" δημιουργούν πανομοιότυπες περιοχές συμπίεσης και αραίωσης αέρα, βοηθώντας έτσι το ένα το άλλο. Στην περίπτωση μιας εξιδανικευμένης αντιφάσης, η περιοχή του χώρου πεπιεσμένου αέρα που δημιουργείται από ένα ηχείο θα συνοδεύεται από μια περιοχή σπάνιου χώρου αέρα που δημιουργείται από το δεύτερο ηχείο. Αυτό μοιάζει περίπου με το φαινόμενο της αμοιβαίας σύγχρονης ακύρωσης των κυμάτων. Είναι αλήθεια ότι στην πράξη η ένταση δεν πέφτει στο μηδέν και θα ακούσουμε έναν εξαιρετικά παραμορφωμένο και εξασθενημένο ήχο.

Ο πιο προσιτός τρόπος περιγραφής αυτού του φαινομένου είναι ο εξής: δύο σήματα με τις ίδιες ταλαντώσεις (συχνότητα), αλλά μετατοπισμένα στο χρόνο. Λαμβάνοντας υπόψη αυτό, είναι πιο βολικό να φανταστούμε αυτά τα φαινόμενα μετατόπισης χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός συνηθισμένου στρογγυλού ρολογιού. Ας φανταστούμε ότι υπάρχουν πολλά πανομοιότυπα στρογγυλά ρολόγια κρεμασμένα στον τοίχο. Όταν οι δεύτεροι δείκτες αυτού του ρολογιού τρέχουν συγχρονισμένα, στο ένα ρολόι 30 δευτερόλεπτα και στο άλλο 30, τότε αυτό είναι ένα παράδειγμα σήματος που βρίσκεται σε φάση. Εάν οι δεύτεροι δείκτες κινούνται με μετατόπιση, αλλά η ταχύτητα παραμένει η ίδια, για παράδειγμα, σε ένα ρολόι είναι 30 δευτερόλεπτα και σε άλλο 24 δευτερόλεπτα, τότε αυτό είναι ένα κλασικό παράδειγμα αλλαγής φάσης. Με τον ίδιο τρόπο, η φάση μετριέται σε μοίρες, μέσα σε έναν εικονικό κύκλο. Σε αυτή την περίπτωση, όταν τα σήματα μετατοπίζονται μεταξύ τους κατά 180 μοίρες (μισή περίοδος), λαμβάνεται η κλασική αντιφάση. Συχνά στην πράξη, συμβαίνουν μικρές μετατοπίσεις φάσης, οι οποίες μπορούν επίσης να προσδιοριστούν σε βαθμούς και να εξαλειφθούν με επιτυχία.

Τα κύματα είναι επίπεδα και σφαιρικά. Ένα μέτωπο επίπεδου κύματος διαδίδεται μόνο προς μία κατεύθυνση και σπάνια συναντάται στην πράξη. Το σφαιρικό μέτωπο κύματος είναι ένας απλός τύπος κύματος που προέρχεται από ένα μόνο σημείο και ταξιδεύει προς όλες τις κατευθύνσεις. Τα ηχητικά κύματα έχουν την ιδιότητα περίθλαση, δηλ. ικανότητα να περιτριγυρίζει εμπόδια και αντικείμενα. Ο βαθμός κάμψης εξαρτάται από την αναλογία του μήκους κύματος του ήχου προς το μέγεθος του εμποδίου ή της οπής. Η περίθλαση συμβαίνει επίσης όταν υπάρχει κάποιο εμπόδιο στη διαδρομή του ήχου. Σε αυτή την περίπτωση, δύο σενάρια είναι πιθανά: 1) Εάν το μέγεθος του εμποδίου είναι πολύ μεγαλύτερο από το μήκος κύματος, τότε ο ήχος ανακλάται ή απορροφάται (ανάλογα με τον βαθμό απορρόφησης του υλικού, το πάχος του εμποδίου κ.λπ. ), και μια ζώνη «ακουστικής σκιάς» σχηματίζεται πίσω από το εμπόδιο. 2) Αν το μέγεθος του εμποδίου είναι συγκρίσιμο με το μήκος κύματος ή και μικρότερο από αυτό, τότε ο ήχος περιθλά σε κάποιο βαθμό προς όλες τις κατευθύνσεις. Εάν ένα ηχητικό κύμα, ενώ κινείται σε ένα μέσο, ​​χτυπήσει τη διεπαφή με ένα άλλο μέσο (για παράδειγμα, ένα μέσο αέρα με ένα στερεό μέσο), τότε μπορούν να συμβούν τρία σενάρια: 1) το κύμα θα ανακλαστεί από τη διεπαφή 2) το κύμα μπορεί να περάσει σε άλλο μέσο χωρίς να αλλάξει κατεύθυνση 3) ένα κύμα μπορεί να περάσει σε άλλο μέσο με αλλαγή κατεύθυνσης στο όριο, αυτό ονομάζεται «διάθλαση κύματος».

Ο λόγος της υπερβολικής πίεσης ενός ηχητικού κύματος προς την ταλαντωτική ογκομετρική ταχύτητα ονομάζεται αντίσταση κύματος. Με απλά λόγια, κυματική αντίσταση του μέσουμπορεί να ονομαστεί η ικανότητα απορρόφησης ηχητικών κυμάτων ή «αντίστασης» σε αυτά. Οι συντελεστές ανάκλασης και μετάδοσης εξαρτώνται άμεσα από την αναλογία των αντιστάσεων κυμάτων των δύο μέσων. Η αντίσταση κυμάτων σε ένα αέριο μέσο είναι πολύ χαμηλότερη από ό,τι στο νερό ή τα στερεά. Επομένως, εάν ένα ηχητικό κύμα στον αέρα χτυπήσει ένα στερεό αντικείμενο ή την επιφάνεια βαθέων υδάτων, ο ήχος είτε αντανακλάται από την επιφάνεια είτε απορροφάται σε μεγάλο βαθμό. Αυτό εξαρτάται από το πάχος της επιφάνειας (νερό ή στερεό) στην οποία πέφτει το επιθυμητό ηχητικό κύμα. Όταν το πάχος ενός στερεού ή υγρού μέσου είναι χαμηλό, τα ηχητικά κύματα «περνούν» σχεδόν εντελώς και αντίστροφα, όταν το πάχος του μέσου είναι μεγάλο, τα κύματα ανακλώνται συχνότερα. Στην περίπτωση της ανάκλασης ηχητικών κυμάτων, αυτή η διαδικασία συμβαίνει σύμφωνα με έναν πολύ γνωστό φυσικό νόμο: «Η γωνία πρόσπτωσης είναι ίση με τη γωνία ανάκλασης». Σε αυτή την περίπτωση, όταν ένα κύμα από ένα μέσο με χαμηλότερη πυκνότητα χτυπήσει το όριο με ένα μέσο υψηλότερης πυκνότητας, εμφανίζεται το φαινόμενο διάθλαση. Συνίσταται στην κάμψη (διάθλαση) ενός ηχητικού κύματος μετά τη «συνάντηση» ενός εμποδίου και συνοδεύεται απαραίτητα από αλλαγή ταχύτητας. Η διάθλαση εξαρτάται επίσης από τη θερμοκρασία του μέσου στο οποίο συμβαίνει η ανάκλαση.

Στη διαδικασία διάδοσης των ηχητικών κυμάτων στο διάστημα, η έντασή τους αναπόφευκτα μειώνεται· μπορούμε να πούμε ότι τα κύματα εξασθενούν και ο ήχος εξασθενεί. Στην πράξη, το να συναντήσετε ένα παρόμοιο αποτέλεσμα είναι αρκετά απλό: για παράδειγμα, εάν δύο άτομα σταθούν σε ένα χωράφι σε κάποια κοντινή απόσταση (ένα μέτρο ή πιο κοντά) και αρχίσουν να λένε κάτι μεταξύ τους. Εάν στη συνέχεια αυξήσετε την απόσταση μεταξύ των ανθρώπων (αν αρχίσουν να απομακρύνονται ο ένας από τον άλλο), το ίδιο επίπεδο έντασης συνομιλίας θα γίνεται όλο και λιγότερο ακουστό. Αυτό το παράδειγμα δείχνει ξεκάθαρα το φαινόμενο της μείωσης της έντασης των ηχητικών κυμάτων. Γιατί συμβαίνει αυτό? Ο λόγος για αυτό είναι διάφορες διαδικασίες ανταλλαγής θερμότητας, μοριακής αλληλεπίδρασης και εσωτερικής τριβής ηχητικών κυμάτων. Τις περισσότερες φορές στην πράξη, η ηχητική ενέργεια μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια. Τέτοιες διεργασίες προκύπτουν αναπόφευκτα σε οποιοδήποτε από τα 3 μέσα διάδοσης ήχου και μπορούν να χαρακτηριστούν ως απορρόφηση ηχητικών κυμάτων.

Η ένταση και ο βαθμός απορρόφησης των ηχητικών κυμάτων εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως η πίεση και η θερμοκρασία του μέσου. Η απορρόφηση εξαρτάται επίσης από τη συγκεκριμένη συχνότητα ήχου. Όταν ένα ηχητικό κύμα διαδίδεται μέσω υγρών ή αερίων, εμφανίζεται ένα φαινόμενο τριβής μεταξύ διαφορετικών σωματιδίων, το οποίο ονομάζεται ιξώδες. Ως αποτέλεσμα αυτής της τριβής σε μοριακό επίπεδο, εμφανίζεται η διαδικασία μετατροπής ενός κύματος από ήχο σε θερμότητα. Με άλλα λόγια, όσο μεγαλύτερη είναι η θερμική αγωγιμότητα του μέσου, τόσο χαμηλότερος είναι ο βαθμός απορρόφησης των κυμάτων. Η ηχοαπορρόφηση στα αέρια μέσα εξαρτάται επίσης από την πίεση (η ατμοσφαιρική πίεση αλλάζει με την αύξηση του υψομέτρου σε σχέση με τη στάθμη της θάλασσας). Όσον αφορά την εξάρτηση του βαθμού απορρόφησης από τη συχνότητα του ήχου, λαμβάνοντας υπόψη τις προαναφερθείσες εξαρτήσεις του ιξώδους και της θερμικής αγωγιμότητας, όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα του ήχου, τόσο μεγαλύτερη είναι η απορρόφηση του ήχου. Για παράδειγμα, όταν κανονική θερμοκρασίακαι πίεση, στον αέρα η απορρόφηση ενός κύματος με συχνότητα 5000 Hz είναι 3 dB/km, και η απορρόφηση ενός κύματος με συχνότητα 50.000 Hz θα είναι 300 dB/m.

Στα στερεά μέσα, όλες οι παραπάνω εξαρτήσεις (θερμική αγωγιμότητα και ιξώδες) διατηρούνται, αλλά σε αυτό προστίθενται αρκετές ακόμη συνθήκες. Συνδέονται με τη μοριακή δομή των στερεών υλικών, η οποία μπορεί να είναι διαφορετική, με τις δικές της ανομοιογένειες. Ανάλογα με αυτήν την εσωτερική στερεά μοριακή δομή, η απορρόφηση των ηχητικών κυμάτων σε αυτή την περίπτωση μπορεί να είναι διαφορετική και εξαρτάται από τον τύπο του συγκεκριμένου υλικού. Όταν ο ήχος διέρχεται από ένα στερεό σώμα, το κύμα υφίσταται μια σειρά από μετασχηματισμούς και παραμορφώσεις, οι οποίες τις περισσότερες φορές οδηγούν στη διασπορά και την απορρόφηση της ηχητικής ενέργειας. Σε μοριακό επίπεδο, ένα φαινόμενο εξάρθρωσης μπορεί να συμβεί όταν ένα ηχητικό κύμα προκαλεί μετατόπιση ατομικών επιπέδων, τα οποία στη συνέχεια επιστρέφουν στην αρχική τους θέση. Ή, η κίνηση των εξαρθρώσεων οδηγεί σε σύγκρουση με εξαρθρήματα κάθετα σε αυτά ή ελαττώματα στην κρυσταλλική δομή, που προκαλεί την αναστολή τους και, κατά συνέπεια, κάποια απορρόφηση του ηχητικού κύματος. Ωστόσο, το ηχητικό κύμα μπορεί επίσης να αντηχεί με αυτά τα ελαττώματα, τα οποία θα οδηγήσουν σε παραμόρφωση του αρχικού κύματος. Η ενέργεια του ηχητικού κύματος τη στιγμή της αλληλεπίδρασης με τα στοιχεία της μοριακής δομής του υλικού διαχέεται ως αποτέλεσμα των διαδικασιών εσωτερικής τριβής.

Σε αυτό το άρθρο θα προσπαθήσω να αναλύσω τα χαρακτηριστικά της ανθρώπινης ακουστικής αντίληψης και μερικές από τις λεπτότητες και τα χαρακτηριστικά της διάδοσης του ήχου.

Προτού υποψιαστείτε ότι η κάρτα ήχου στον υπολογιστή σας είναι σπασμένη, ελέγξτε προσεκτικά τις υπάρχουσες υποδοχές του υπολογιστή για εξωτερικές ζημιές. Θα πρέπει επίσης να ελέγξετε τη λειτουργικότητα του υπογούφερ με ηχεία ή ακουστικά μέσω των οποίων αναπαράγεται ο ήχος - δοκιμάστε να τα συνδέσετε σε οποιαδήποτε άλλη συσκευή. Ίσως η αιτία του προβλήματος να βρίσκεται ακριβώς στον εξοπλισμό που χρησιμοποιείτε.

Είναι πιθανό ότι η επανεγκατάσταση θα βοηθήσει στην περίπτωσή σας λειτουργικό σύστημα Windows, είτε πρόκειται για 7, 8, 10 είτε για την έκδοση Xp, αφού οι απαραίτητες ρυθμίσεις θα μπορούσαν απλώς να χαθούν.

Ας προχωρήσουμε στον έλεγχο της κάρτας ήχου

Μέθοδος 1

Το πρώτο βήμα είναι να ασχοληθείτε με τα προγράμματα οδήγησης συσκευών. Για να το κάνετε αυτό χρειάζεστε:

Μετά από αυτό, τα προγράμματα οδήγησης θα ενημερωθούν και το πρόβλημα θα επιλυθεί.

Επίσης αυτή τη διαδικασίαμπορεί να πραγματοποιηθεί εάν υπάρχει τρέχουσα έκδοση λογισμικόσε αφαιρούμενα μέσα. Σε αυτήν την περίπτωση, πρέπει να κάνετε εγκατάσταση καθορίζοντας τη διαδρομή σε έναν συγκεκριμένο φάκελο.

Εάν η κάρτα ήχου δεν βρίσκεται καθόλου στη διαχείριση συσκευών, προχωρήστε στην επόμενη επιλογή.

Μέθοδος 2

Σε αυτή την περίπτωση, απαιτείται πλήρης διάγνωση για να διασφαλιστεί η σωστή τεχνική σύνδεση. Πρέπει να κάνετε τα εξής με συγκεκριμένη σειρά:

Λάβετε υπόψη ότι αυτή η επιλογή είναι κατάλληλη μόνο για ξεχωριστά εξαρτήματα που είναι εγκατεστημένα σε ξεχωριστή πλακέτα.

Μέθοδος 3

Εάν, μετά από οπτικό έλεγχο και έλεγχο των ηχείων ή των ακουστικών, είναι σε κατάσταση λειτουργίας και η επανεγκατάσταση του λειτουργικού συστήματος δεν έφερε αποτελέσματα, προχωράμε:

Αφού ολοκληρωθεί η δοκιμή της κάρτας ήχου, το σύστημα θα σας ενημερώσει για την κατάστασή της και εάν δεν λειτουργεί, θα το καταλάβετε με βάση τα αποτελέσματα.

Μέθοδος 4

Μια άλλη επιλογή για γρήγορο και εύκολο έλεγχο κάρτα ήχουσε λειτουργικό σύστημα Windows:

Με αυτόν τον τρόπο, θα εκτελέσουμε μια διάγνωση προβλημάτων ήχου στον υπολογιστή.

Το πρόγραμμα θα σας προσφέρει πολλές επιλογές για προβλήματα και θα υποδείξει επίσης τις συνδεδεμένες συσκευές ήχου. Εάν ναι, ο οδηγός διάγνωσης θα σας επιτρέψει να το αναγνωρίσετε γρήγορα.

Μέθοδος 5

Η τρίτη επιλογή για τον έλεγχο της λειτουργίας της κάρτας ήχου είναι η εξής:

Στις καρτέλες "Πρόγραμμα οδήγησης" και "Πληροφορίες", θα λάβετε πρόσθετα δεδομένα σχετικά με τις παραμέτρους όλων των συσκευών που είναι εγκατεστημένες στον υπολογιστή σας, τόσο ενσωματωμένες όσο και διακριτές. Αυτή η μέθοδος σάς επιτρέπει επίσης να διαγνώσετε προβλήματα και να τα εντοπίσετε γρήγορα μέσω δοκιμών λογισμικού.

Τώρα ξέρετε πώς να ελέγχετε γρήγορα και εύκολα την κάρτα ήχου σας με διάφορους τρόπους. Το κύριο πλεονέκτημά τους είναι ότι για αυτό δεν χρειάζεστε ηλεκτρονική πρόσβαση στο Διαδίκτυο και όλες οι διαδικασίες μπορούν να πραγματοποιηθούν ανεξάρτητα, χωρίς να επικοινωνήσετε με μια εξειδικευμένη υπηρεσία.