Vai skaņa. Vai kosmosā ir skaņa? Vai skaņa ceļo kosmosā? Skaņas viļņu izplatīšanās, fāze un pretfāze

Skaņas pieder pie fonētikas sadaļas. Skaņu izpēte ir iekļauta jebkurā skolas mācību programmā krievu valodā. Iepazīšanās ar skaņām un to pamatīpašībām notiek zemākajās klasēs. Sīkāka skaņu izpēte ar sarežģītiem piemēriem un niansēm notiek vidusskolā un vidusskolā. Šī lapa nodrošina tikai pamatzināšanas pēc krievu valodas skaņām saspiestā veidā. Ja jums ir jāizpēta runas aparāta struktūra, skaņu tonalitāte, artikulācija, akustiskie komponenti un citi aspekti, kas pārsniedz mūsdienu skolas mācību programmas darbības jomu, skatiet specializētās fonētikas rokasgrāmatas un mācību grāmatas.

Kas ir skaņa?

Skaņa, tāpat kā vārdi un teikumi, ir valodas pamatvienība. Tomēr skaņa neizsaka nekādu nozīmi, bet atspoguļo vārda skanējumu. Pateicoties tam, mēs atšķiram vārdus viens no otra. Vārdi atšķiras pēc skaņu skaita (osta - sports, vārna - piltuve), skaņu komplekts (citrons - estuārs, kaķis - pele), skaņu secība (deguns - gulēt, krūms - klauvēt) līdz pilnīgai skaņu neatbilstībai (laiva - ātrlaiva, mežs - parks).

Kādas skaņas tur ir?

Krievu valodā skaņas tiek sadalītas patskaņos un līdzskaņos. Krievu valodā ir 33 burti un 42 skaņas: 6 patskaņi, 36 līdzskaņi, 2 burti (ь, ъ) skaņu nenorāda. Burtu un skaņu skaita neatbilstību (neskaitot b un b) izraisa fakts, ka 10 patskaņu burtiem ir 6 skaņas, 21 līdzskaņu burtam ir 36 skaņas (ja ņemam vērā visas līdzskaņu skaņu kombinācijas : kurls/balsīgs, mīksts/ciets). Uz burta ir norādīta skaņa kvadrātiekavās.
Nav skaņu: [e], [e], [yu], [ya], [b], [b], [zh'], [sh'], [ts'], [th], [h ] , [sch].

Shēma 1. Krievu valodas burti un skaņas.

Kā tiek izrunātas skaņas?

Skaņas izrunājam izelpojot (tikai starpsauciena “a-a-a” gadījumā, izsakot bailes, skaņa tiek izrunāta ieelpojot.). Skaņu dalījums patskaņos un līdzskaņos ir saistīts ar to, kā cilvēks tās izrunā. Patskaņu skaņas izrunā balss, jo izelpotais gaiss iet cauri saspringtām balss saitēm un brīvi izplūst caur muti. Līdzskaņu skaņas sastāv no trokšņa vai balss un trokšņa kombinācijas, jo izelpotais gaiss savā ceļā sastopas ar šķērsli loka vai zobu veidā. Patskaņu skaņas tiek izrunātas skaļi, līdzskaņu skaņas tiek izrunātas klusināti. Cilvēks spēj dziedāt patskaņu skaņas ar savu balsi (izelpoto gaisu), paaugstinot vai pazeminot tembru. Līdzskaņu skaņas nevar dziedāt, tās tiek izrunātas vienlīdz klusināti. Cietās un mīkstās zīmes neatspoguļo skaņas. Tos nevar izrunāt kā neatkarīgu skaņu. Izrunājot vārdu, tie ietekmē priekšā esošo līdzskaņu, padarot to mīkstu vai cietu.

Vārda transkripcija

Vārda transkripcija ir vārda skaņu ieraksts, tas ir, faktiski ieraksts tam, kā vārds tiek pareizi izrunāts. Skaņas ir ievietotas kvadrātiekavās. Salīdziniet: a - burts, [a] - skaņa. Līdzskaņu maigumu norāda apostrofs: p - burts, [p] - cieta skaņa, [p’] - mīksta skaņa. Balsīgie un bezbalsīgie līdzskaņi nekādā veidā nav norādīti rakstiski. Vārda transkripcija ir rakstīta kvadrātiekavās. Piemēri: durvis → [dv’er’], ērkšķis → [kal’uch’ka]. Dažreiz transkripcija norāda uz stresu – apostrofu pirms uzsvērtā patskaņa.

Nav skaidra burtu un skaņu salīdzinājuma. Krievu valodā ir daudz patskaņu skaņu aizstāšanas gadījumu atkarībā no vārda stresa vietas, līdzskaņu aizstāšanas vai līdzskaņu skaņu zaudēšanas noteiktās kombinācijās. Sastādot vārda transkripciju, tiek ņemti vērā fonētikas noteikumi.

Krāsu shēma

Fonētiskajā analīzē vārdi dažreiz tiek zīmēti ar krāsu shēmām: burti tiek krāsoti dažādās krāsās atkarībā no tā, kādu skaņu tie attēlo. Krāsas atspoguļo skaņu fonētiskās īpašības un palīdz iztēloties, kā vārds tiek izrunāts un no kādām skaņām tas sastāv.

Visi patskaņi (uzsvērti un neuzsvērti) ir atzīmēti ar sarkanu fonu. Iotētie patskaņi ir apzīmēti ar zaļu-sarkanu: zaļš apzīmē maigu līdzskaņu [й‘], sarkans apzīmē patskaņu, kas tai seko. Līdzskaņi ar cietām skaņām ir iekrāsoti zilā krāsā. Līdzskaņi ar maigām skaņām ir iekrāsoti zaļā krāsā. Mīkstās un cietās zīmes ir nokrāsotas pelēkā krāsā vai nav krāsotas vispār.

Apzīmējumi:
- patskanis, - iotēts, - cietais līdzskaņs, - mīkstais līdzskaņs, - mīkstais vai cietais līdzskaņs.

Piezīme. Zils-zaļā krāsa fonētiskās analīzes diagrammās netiek izmantota, jo līdzskaņa skaņa nevar būt vienlaikus mīksta un cieta. Iepriekš tabulā norādītā zili zaļā krāsa tiek izmantota tikai, lai parādītu, ka skaņa var būt mīksta vai cieta.

Kosmoss nav viendabīga nebūtība. Starp dažādiem objektiem ir gāzes un putekļu mākoņi. Tās ir supernovas sprādzienu paliekas un zvaigžņu veidošanās vieta. Dažos apgabalos šī starpzvaigžņu gāze ir pietiekami blīva, lai izplatītu skaņas viļņus, taču cilvēka dzirdei tie ir nemanāmi.

Vai kosmosā ir skaņa?

Kad priekšmets kustas – vai tā būtu ģitāras stīgas vibrācija vai sprādziens salūts –, tas ietekmē tuvumā esošās gaisa molekulas, it kā tās spiežot. Šīs molekulas ietriecas kaimiņos, bet tās savukārt nākamajos. Kustība pārvietojas pa gaisu kā vilnis. Kad tas sasniedz ausi, cilvēks to uztver kā skaņu.

Kad skaņas vilnis iet caur gaisu, tā spiediens svārstās uz augšu un uz leju, piemēram, jūras ūdens vētrā. Laiku starp šīm vibrācijām sauc par skaņas frekvenci un mēra hercos (1 Hz ir viena svārstība sekundē). Attālumu starp augstākajām spiediena virsotnēm sauc par viļņa garumu.

Skaņa var pārvietoties tikai vidē, kurā viļņa garums nav lielāks par vidējo attālumu starp daļiņām. Fiziķi to sauc par “nosacīti brīvo ceļu” — vidējo attālumu, ko molekula veic pēc sadursmes ar vienu un pirms mijiedarbības ar nākamo. Tādējādi blīvs vide var pārraidīt skaņas ar īsu viļņa garumu un otrādi.

Gara viļņa garuma skaņām ir frekvences, kuras auss uztver kā zemus toņus. Gāzē, kuras vidējais brīvais ceļš ir lielāks par 17 m (20 Hz), skaņas viļņi būs pārāk zemas frekvences, lai cilvēki tos uztvertu. Tos sauc par infraskaņām. Ja būtu citplanētieši ar ausīm, kas varētu dzirdēt ļoti zemas notis, viņi precīzi zinātu, vai skaņas ir dzirdamas kosmosā.

Melnā cauruma dziesma

Aptuveni 220 miljonu gaismas gadu attālumā, tūkstošiem galaktiku kopas centrā, dungo visdziļākā nots, ko Visums jebkad ir dzirdējis. 57 oktāvas zem vidējā C, kas ir aptuveni miljons miljardu reižu dziļāks par frekvenci, ko cilvēks var dzirdēt.

Dziļākā skaņa, ko cilvēki var uztvert, ir aptuveni vienas vibrācijas cikls ik pēc 1/20 sekundes. Melnajam caurumam Perseja zvaigznājā ir aptuveni vienas svārstības cikls ik pēc 10 miljoniem gadu.

Tas kļuva zināms 2003. gadā, kad NASA kosmiskais teleskops Chandra atklāja kaut ko gāzē, kas piepildīja Perseus kopu: koncentrētus gaismas un tumsas gredzenus, piemēram, viļņus dīķī. Astrofiziķi saka, ka tās ir neticami zemas frekvences skaņas viļņu pēdas. Spilgtākās ir viļņu virsotnes, kur spiediens uz gāzi ir vislielākais. Tumšāki gredzeni ir ieplakas, kur spiediens ir zemāks.

Skaņu jūs varat redzēt

Karsta, magnetizēta gāze virpuļo ap melno caurumu, līdzīgi kā ūdens, kas virpuļo ap kanalizāciju. Kustības laikā tas rada spēcīgu elektromagnētisko lauku. Pietiekami spēcīgs, lai paātrinātu gāzi netālu no melnā cauruma malas līdz gandrīz gaismas ātrumam, pārvēršot to milzīgos uzliesmojumos, ko sauc par relativistiskām strūklām. Tie liek gāzei pagriezties uz sāniem savā ceļā, un šis efekts rada baismīgas skaņas no kosmosa.

Tie tiek pārvadāti cauri Perseus klasterim simtiem tūkstošu gaismas gadu attālumā no to avota, bet skaņa var pārvietoties tikai tik tālu, cik ir pietiekami daudz gāzes, lai to nestu. Tāpēc viņš apstājas pie gāzes mākoņa malas, kas piepilda Perseju. Tas nozīmē, ka uz Zemes nav iespējams dzirdēt tā skaņu. Var redzēt tikai ietekmi uz gāzes mākoni. Tas izskatās kā caur kosmosu skaņu izolējošā kamerā.

Dīvaina planēta

Mūsu planēta izstaro dziļu vaidu katru reizi, kad tās garoza kustas. Tad nav šaubu, vai skaņas ceļo kosmosā. Zemestrīce var radīt vibrācijas atmosfērā ar frekvenci no viena līdz pieciem Hz. Ja tas ir pietiekami spēcīgs, tas var nosūtīt infraskaņas viļņus caur atmosfēru kosmosā.

Protams, nav skaidras robežas, kur beidzas Zemes atmosfēra un sākas kosmoss. Gaiss vienkārši pamazām kļūst plānāks, līdz beidzot pazūd pavisam. No 80 līdz 550 kilometriem virs Zemes virsmas brīvais molekulas ceļš ir aptuveni kilometrs. Tas nozīmē, ka gaiss šajā augstumā ir aptuveni 59 reizes plānāks nekā tad, kad būtu iespējams dzirdēt skaņu. Tas spēj pārraidīt tikai garus infraskaņas viļņus.

Kad 2011. gada martā Japānas ziemeļaustrumu krastu satricināja 9,0 magnitūdu zemestrīce, seismogrāfi visā pasaulē fiksēja tās viļņus, kas ceļo pa Zemi, un tās vibrācijas izraisīja zemas frekvences svārstības atmosfērā. Šīs vibrācijas virzās līdz pat vietai, kur Gravity Field un stacionārais satelīts Ocean Circulation Explorer (GOCE) salīdzina Zemes gravitāciju zemā orbītā ar 270 kilometrus virs virsmas. Un satelītam izdevās ierakstīt šos skaņas viļņus.

GOCE uz klāja ir ļoti jutīgi akselerometri, kas kontrolē jonu dzinēju. Tas palīdz uzturēt satelītu stabilā orbītā. GOCE 2011. gada akselerometri atklāja vertikālas nobīdes ļoti plānā atmosfērā ap satelītu, kā arī viļņveidīgas gaisa spiediena izmaiņas, zemestrīces skaņas viļņiem izplatoties. Satelīta dzinēji koriģēja pārvietojumu un saglabāja datus, kas kļuva par sava veida zemestrīces infraskaņas ierakstu.

Šis ieraksts tika turēts noslēpumā satelīta datos, līdz Rafaela F. Garsijas vadītā zinātnieku grupa publicēja šo dokumentu.

Pirmā skaņa Visumā

Ja būtu iespējams atgriezties laikā, apmēram pirmajos 760 000 gadu pēc Lielā sprādziena, būtu iespējams noskaidrot, vai kosmosā ir skaņa. Šajā laikā Visums bija tik blīvs, ka skaņas viļņi varēja brīvi ceļot.

Aptuveni tajā pašā laikā pirmie fotoni sāka ceļot pa kosmosu kā gaisma. Pēc tam viss beidzot pietiekami atdzisa, lai kondensētos atomos. Pirms atdzišanas Visums bija piepildīts ar lādētām daļiņām - protoniem un elektroniem -, kas absorbēja vai izkliedēja fotonus, daļiņas, kas veido gaismu.

Mūsdienās tas sasniedz Zemi kā vājš mirdzums no mikroviļņu fona, ko var redzēt tikai ļoti jutīgi radioteleskopi. Fiziķi to sauc par kosmisko mikroviļņu fona starojumu. Šī ir vecākā gaisma Visumā. Tas atbild uz jautājumu, vai kosmosā ir skaņa. Kosmiskais mikroviļņu fons satur visvecākās mūzikas ierakstu Visumā.

Gaisma glābšanai

Kā gaisma palīdz mums uzzināt, vai kosmosā ir skaņa? Skaņas viļņi pārvietojas pa gaisu (vai starpzvaigžņu gāzi) kā spiediena svārstības. Kad gāze tiek saspiesta, tā kļūst karstāka. Kosmiskā mērogā šī parādība ir tik intensīva, ka veidojas zvaigznes. Un, kad gāze izplešas, tā atdziest. Skaņas viļņi, kas ceļoja cauri agrīnajam Visumam, izraisīja nelielas spiediena svārstības gāzveida vidē, kas savukārt atstāja smalkas temperatūras svārstības, kas atspoguļojās kosmiskajā mikroviļņu fonā.

Izmantojot temperatūras izmaiņas, Vašingtonas Universitātes fiziķis Džons Kremers spēja rekonstruēt šīs baismīgās skaņas no kosmosa - izplešas Visuma mūziku. Viņš reizināja frekvenci ar 10 26 reizēm, lai cilvēka ausis varētu viņu dzirdēt.

Tātad neviens patiesībā nedzirdēs kliedzienu kosmosā, taču būs skaņas viļņi, kas virzīsies caur starpzvaigžņu gāzes mākoņiem vai Zemes ārējās atmosfēras retajiem stariem.

Ja runājam par objektīviem parametriem, kas var raksturot kvalitāti, tad, protams, nē. Ierakstīšana uz vinila vai kasetes vienmēr ir saistīta ar papildu kropļojumu un trokšņu ieviešanu. Taču fakts ir tāds, ka šādi kropļojumi un troksnis subjektīvi nebojā mūzikas iespaidu un bieži vien pat otrādi. Mūsu dzirdes un skaņas analīzes sistēma darbojas diezgan sarežģīti, tas, kas ir svarīgs mūsu uztverei un kas vērtējams kā kvalitāte no tehniskās puses, ir nedaudz atšķirīgas lietas.

MP3 ir pilnīgi atsevišķa problēma; tā ir nepārprotama kvalitātes pasliktināšanās, lai samazinātu faila lielumu. MP3 kodēšana ietver klusāku harmoniku noņemšanu un priekšējo daļu izplūšanu, kas nozīmē detaļu zudumu un skaņas "izplūšanu".

Ideāls variants kvalitātes un godīgas pārraides ziņā visam, kas notiek, ir digitālais ieraksts bez saspiešanas, un CD kvalitāte ir 16 biti, 44100 Hz - tas vairs nav ierobežojums, jūs varat palielināt gan bitu pārraides ātrumu - 24, 32 biti, un frekvence - 48000, 82200, 96000, 192000 Hz. Bitu dziļums ietekmē dinamisko diapazonu, un paraugu ņemšanas frekvence ietekmē frekvenču diapazonu. Ņemot vērā, ka cilvēka auss labākajā gadījumā dzird līdz 20 000 Hz un saskaņā ar Nīkvista teorēmu, ar paraugu ņemšanas frekvenci 44 100 Hz vajadzētu būt pietiekamam, bet patiesībā, lai diezgan precīzi pārraidītu sarežģītas īsas skaņas, piemēram, bungas, labāk ir augstāka frekvence. Dinamiskais diapazons Labāk ir arī vairāk, lai varētu ierakstīt klusākas skaņas bez kropļojumiem. Lai gan patiesībā, jo vairāk šie divi parametri palielinās, jo mazāk var pamanīt izmaiņas.

Tajā pašā laikā jūs varat novērtēt visus augstas kvalitātes digitālās skaņas priekus, ja jums ir laba skaņas karte. Tas, kas ir iebūvēts lielākajā daļā datoru, parasti ir briesmīgs; Mac ar iebūvētām kartēm ir labāki, taču labāk ir kaut kas ārējs. Nu, jautājums, protams, kur dabū šos digitālos ierakstus ar augstāku kvalitāti par CD :) Lai gan trakākais MP3 uz labas skaņas kartes skanēs manāmi labāk.

Atgriežoties pie analogajām lietām - šeit var teikt, ka cilvēki turpina tās lietot nevis tāpēc, ka tās tiešām būtu labākas un precīzākas, bet gan tāpēc, ka kvalitatīvs un precīzs ieraksts bez kropļojumiem parasti nav vēlamais rezultāts. Digitālie kropļojumi, kas var rasties no sliktiem audio apstrādes algoritmiem, zemiem bitu pārraides ātrumiem vai diskretizācijas ātrumiem, digitālajiem izgriezumiem — tie noteikti izklausās daudz nepatīkamāk nekā analogie, taču no tiem var izvairīties. Un izrādās, ka patiešām kvalitatīvs un precīzs digitālais ieraksts izklausās pārāk sterili un tam trūkst bagātības. Un, ja, piemēram, ierakstāt bungas lentē, šis piesātinājums parādās un tiek saglabāts, pat ja šis ieraksts vēlāk tiek digitalizēts. Un vinils arī izklausās vēsāks, pat ja tajā ir ierakstītas pilnībā datorā tapušas dziesmas. Un, protams, tas viss ietver ārējos atribūtus un asociācijas, kā tas viss izskatās, cilvēku emocijas, kas to dara. Pilnīgi saprotams ir vēlme turēt rokās ierakstu, klausīties kaseti vecā magnetofonā, nevis ierakstu no datora vai saprast tos, kuri tagad studijās izmanto daudzceliņu magnetofonus, lai gan tas ir daudz grūtāk. un dārgi. Bet tam ir savs zināms prieks.

2016. gada 18. februāris

Mājas izklaides pasaule ir diezgan daudzveidīga un var ietvert: filmu skatīšanos labā mājas kinozāles sistēmā; aizraujoša un aizraujoša spēle vai mūzikas klausīšanās. Parasti katrs šajā jomā atrod kaut ko savu, vai arī visu apvieno uzreiz. Bet neatkarīgi no tā, kādi ir cilvēka mērķi organizēt savu brīvo laiku un kādā galējībā viņš nonāktu, visas šīs saites ir cieši saistītas ar vienu vienkāršu un saprotamu vārdu - "skaņa". Patiešām, visos šajos gadījumos mūs vadīs aiz rokas skaņas pavadījums. Bet šis jautājums nav tik vienkāršs un triviāls, it īpaši gadījumos, kad ir vēlme sasniegt augstas kvalitātes skaņu telpā vai citos apstākļos. Lai to izdarītu, ne vienmēr ir nepieciešams iegādāties dārgu hi-fi vai augstas klases komponenti(lai gan tas būs ļoti noderīgi), un dažreiz pietiek ar labām fiziskās teorijas zināšanām, kas var novērst lielāko daļu problēmu, kas rodas ikvienam, kurš vēlas iegūt kvalitatīvu balss aktiermākslu.

Tālāk tiks aplūkota skaņas un akustikas teorija no fizikas viedokļa. Šajā gadījumā es centīšos to padarīt pēc iespējas pieejamāku jebkura cilvēka izpratnei, kurš, iespējams, ir tālu no fizisko likumu vai formulu pārzināšanas, bet tomēr kaislīgi sapņo īstenot sapni par perfektas akustiskās sistēmas izveidi. Es nedomāju apgalvot, ka, lai sasniegtu labus rezultātus šajā jomā mājās (vai, piemēram, automašīnā), ir rūpīgi jāpārzina šīs teorijas, taču izpratne par pamatiem ļaus izvairīties no daudzām stulbām un absurdām kļūdām. , kā arī ļaus sasniegt maksimālu skaņas efektu no sistēmas jebkurā līmenī.

Vispārīgā skaņas teorija un mūzikas terminoloģija

Kas tas ir skaņu? Šī ir sajūta, ko uztver dzirdes orgāns "auss"(pati parādība pastāv bez “auss” līdzdalības procesā, bet tas ir vieglāk saprotams), kas rodas, kad bungādiņu uzbudina skaņas vilnis. Auss šajā gadījumā darbojas kā dažādu frekvenču skaņas viļņu “uztvērējs”.
Skaņu vilnis tā būtībā ir dažādu frekvenču vides (visbiežāk gaisa vides normālos apstākļos) secīga sablīvēšanās un izplūdes virkne. Skaņas viļņu raksturs ir svārstīgs, to izraisa un rada jebkura ķermeņa vibrācija. Klasiskā skaņas viļņa rašanās un izplatīšanās ir iespējama trīs elastīgās vidēs: gāzveida, šķidrā un cietā. Kad kādā no šiem telpas veidiem rodas skaņas vilnis, pašā vidē neizbēgami notiek dažas izmaiņas, piemēram, mainās gaisa blīvums vai spiediens, gaisa masas daļiņu kustība utt.

Tā kā skaņas vilnim ir svārstīgs raksturs, tam ir tāda īpašība kā frekvence. Biežums mēra hercos (par godu vācu fiziķim Heinriham Rūdolfam Hercam), un apzīmē svārstību skaitu laika periodā, kas vienāds ar vienu sekundi. Tie. piemēram, 20 Hz frekvence norāda uz 20 svārstību ciklu vienā sekundē. Tā augstuma subjektīvais jēdziens ir atkarīgs arī no skaņas frekvences. Jo vairāk skaņas vibrāciju rodas sekundē, jo “augstāka” ir skaņa. Skaņas vilnim ir arī vēl viena svarīga īpašība, kurai ir nosaukums - viļņa garums. Viļņa garums Ierasts ņemt vērā attālumu, kādu noteiktas frekvences skaņa veic laika posmā, kas vienāds ar vienu sekundi. Piemēram, cilvēka dzirdamā diapazona zemākās skaņas viļņa garums pie 20 Hz ir 16,5 metri, bet augstākās skaņas viļņa garums pie 20 000 Hz ir 1,7 centimetri.

Cilvēka auss ir veidota tā, ka tā spēj uztvert viļņus tikai ierobežotā diapazonā, aptuveni 20 Hz - 20 000 Hz (atkarībā no konkrētā cilvēka īpašībām daži spēj dzirdēt nedaudz vairāk, daži mazāk) . Tādējādi tas nenozīmē, ka skaņas zem vai virs šīm frekvencēm neeksistē, tās vienkārši cilvēka auss neuztver, izejot ārpus dzirdamā diapazona. Tiek saukta skaņa virs dzirdamā diapazona ultraskaņa, tiek izsaukta skaņa zem dzirdamā diapazona infraskaņa. Daži dzīvnieki spēj uztvert ultra un infra skaņas, daži pat izmanto šo diapazonu, lai orientētos kosmosā (sikspārņi, delfīni). Ja skaņa iziet caur vidi, kas nav tiešā saskarē ar cilvēka dzirdes orgānu, tad šāda skaņa var nebūt dzirdama vai pēc tam var tikt ievērojami vājināta.

Skaņas muzikālajā terminoloģijā ir tādi svarīgi apzīmējumi kā oktāva, tonis un skaņas virstonis. Oktāva nozīmē intervālu, kurā frekvenču attiecība starp skaņām ir 1 pret 2. Oktāvu parasti ļoti labi var atšķirt pēc auss, savukārt skaņas šajā intervālā var būt ļoti līdzīgas viena otrai. Par oktāvu var saukt arī skaņu, kas vibrē divas reizes vairāk nekā cita skaņa tajā pašā laika periodā. Piemēram, 800 Hz frekvence nav nekas vairāk kā augstāka oktāva 400 Hz, savukārt 400 Hz frekvence ir nākamā skaņas oktāva ar frekvenci 200 Hz. Savukārt oktāva sastāv no toņiem un virstoņiem. Mainīgas vibrācijas harmoniskā skaņas viļņā ar tādu pašu frekvenci cilvēka auss uztver kā muzikālais tonis. Augstas frekvences vibrācijas var interpretēt kā augstas skaņas, bet zemas frekvences vibrācijas var interpretēt kā zemas skaņas. Cilvēka auss spēj skaidri atšķirt skaņas ar viena toņa starpību (diapazonā līdz 4000 Hz). Neskatoties uz to, mūzikā tiek izmantots ārkārtīgi mazs toņu skaits. To izskaidro harmoniskās līdzskaņas principa apsvērumi, viss balstās uz oktāvu principu.

Apskatīsim mūzikas toņu teoriju, izmantojot noteiktā veidā izstieptas stīgas piemēru. Šāda virkne atkarībā no spriedzes spēka tiks “noregulēta” uz vienu noteiktu frekvenci. Kad šī stīga tiek pakļauta kaut kam ar vienu noteiktu spēku, kas liek tai vibrēt, konsekventi tiks novērots viens konkrēts skaņas tonis, un mēs dzirdēsim vēlamo skaņošanas frekvenci. Šo skaņu sauc par pamattoni. Pirmās oktāvas nots “A” frekvence ir oficiāli pieņemta par pamattoni mūzikas laukā, kas vienāda ar 440 Hz. Tomēr lielākā daļa mūzikas instrumentu nekad neatveido tīrus pamattoņus vien, tos neizbēgami pavada virstoņi, ko sauc par toņiem. pieskaņas. Šeit der atgādināt svarīgu mūzikas akustikas definīciju, skaņas tembra jēdzienu. Tembris- šī ir mūzikas skaņu iezīme, kas piešķir mūzikas instrumentiem un balsīm to unikālo, atpazīstamo skaņas specifiku, pat ja tiek salīdzinātas vienāda augstuma un skaļuma skaņas. Katra mūzikas instrumenta tembrs ir atkarīgs no skaņas enerģijas sadalījuma starp virstoņiem brīdī, kad skaņa parādās.

Virstoni veido specifisku pamattoņa krāsojumu, pēc kura varam viegli atpazīt un atpazīt konkrētu instrumentu, kā arī skaidri atšķirt tā skanējumu no cita instrumenta. Ir divu veidu virstoņi: harmoniskie un neharmoniskie. Harmoniskas pieskaņas pēc definīcijas ir pamatfrekvences daudzkārtņi. Gluži pretēji, ja virstoņi nav daudzkārtēji un manāmi novirzās no vērtībām, tad tos sauc neharmonisks. Mūzikā darbība ar vairākiem virstoņiem ir praktiski izslēgta, tāpēc termins tiek reducēts uz jēdzienu “virstoni”, kas nozīmē harmoniku. Dažiem instrumentiem, piemēram, klavierēm, pamattonis pat nepaspēj izveidoties, īsā laika periodā virstoņu skaņas enerģija palielinās, bet pēc tam tikpat strauji samazinās. Daudzi instrumenti rada tā saukto "pārejas toņu" efektu, kad noteiktu virstoņu enerģija ir visaugstākā noteiktā laika brīdī, parasti pašā sākumā, bet pēc tam pēkšņi mainās un pāriet uz citiem virstoņiem. Katra instrumenta frekvenču diapazonu var aplūkot atsevišķi, un tas parasti ir ierobežots līdz pamatfrekvencēm, kuras konkrētais instruments spēj radīt.

Skaņu teorijā ir arī tāds jēdziens kā TROKSNIS. Troksnis- tā ir jebkura skaņa, ko rada viens ar otru nesaskanīgu avotu kombinācija. Ikvienam ir zināmas vēja šūpošanās koku lapas utt.

Kas nosaka skaņas skaļumu? Acīmredzot šāda parādība ir tieši atkarīga no skaņas viļņa pārnestās enerģijas daudzuma. Lai noteiktu skaļuma kvantitatīvos rādītājus, ir jēdziens - skaņas intensitāte. Skaņas intensitāte Tiek definēts kā enerģijas plūsma, kas iet caur kādu telpas apgabalu (piemēram, cm2) laika vienībā (piemēram, sekundē). Parastas sarunas laikā intensitāte ir aptuveni 9 vai 10 W/cm2. Cilvēka auss spēj uztvert skaņas diezgan plašā jutības diapazonā, savukārt frekvenču jutība skaņas spektrā ir neviendabīga. Tādā veidā vislabāk tiek uztverts frekvenču diapazons 1000 Hz - 4000 Hz, kas visplašāk aptver cilvēka runu.

Tā kā skaņas ir ļoti atšķirīgas pēc intensitātes, ir ērtāk to uzskatīt par logaritmisku lielumu un mērīt decibelos (pēc skotu zinātnieka Aleksandra Grehema Bela). Cilvēka auss dzirdes jutīguma apakšējais slieksnis ir 0 dB, augšējais ir 120 dB, ko sauc arī par "sāpju slieksni". Jutības augšējo robežu arī cilvēka auss uztver ne vienādi, bet gan atkarīga no konkrētās frekvences. Skaņas zemas frekvences ir jābūt daudz lielākai intensitātei nekā augstām, lai izraisītu sāpju slieksni. Piemēram, sāpju slieksnis pie zemas frekvences 31,5 Hz rodas pie skaņas intensitātes līmeņa 135 dB, kad 2000 Hz frekvencē sāpju sajūtas parādīsies pie 112 dB. Ir arī skaņas spiediena jēdziens, kas faktiski paplašina parasto skaidrojumu par skaņas viļņa izplatīšanos gaisā. Skaņas spiediens- tas ir mainīgs pārspiediens, kas rodas elastīgā vidē skaņas viļņa pārejas rezultātā.

Skaņas viļņveida raksturs

Lai labāk izprastu skaņas viļņu ģenerēšanas sistēmu, iedomājieties klasisku skaļruni, kas atrodas caurulē, kas piepildīta ar gaisu. Ja runātājs liek švīkā uz priekšu, tad tiešā difuzora tuvumā esošais gaiss uz brīdi tiek saspiests. Pēc tam gaiss paplašināsies, tādējādi nospiežot saspiestā gaisa apgabalu gar cauruli.
Šī viļņu kustība vēlāk kļūs skaņa, kad tā sasniegs dzirdes orgānu un “uzbudinās” bungādiņu. Kad gāzē rodas skaņas vilnis, rodas pārmērīgs spiediens un pārmērīgs blīvums, un daļiņas pārvietojas ar nemainīgu ātrumu. Runājot par skaņas viļņiem, ir svarīgi atcerēties faktu, ka viela nepārvietojas kopā ar skaņas vilni, bet tikai īslaicīgi rodas gaisa masu traucējumi.

Ja mēs iedomājamies virzuli, kas piekārts brīvā telpā uz atsperes un veic atkārtotas kustības “uz priekšu un atpakaļ”, tad šādas svārstības sauksim par harmoniskām vai sinusoidālām (ja iedomāsimies vilni kā grafiku, tad šajā gadījumā iegūsim tīru sinusoīds ar atkārtotu kritumu un kāpumu). Ja iedomājamies skaļruni caurulē (kā iepriekš aprakstītajā piemērā), veicot harmoniskas vibrācijas, tad šobrīd skaļrunis virzās “uz priekšu”, tiek iegūts jau zināmais gaisa saspiešanas efekts un, skaļrunim kustoties “atpakaļ”, tiek iegūts pretējs vakuuma efekts. Šajā gadījumā pa cauruli izplatīsies mainīgas saspiešanas un retināšanas vilnis. Tiks izsaukts attālums gar cauruli starp blakus esošajiem maksimumiem vai minimumiem (fāzēm). viļņa garums. Ja daļiņas svārstās paralēli viļņa izplatīšanās virzienam, tad vilni sauc gareniski. Ja tie svārstās perpendikulāri izplatīšanās virzienam, tad sauc vilni šķērsvirziena. Parasti skaņas viļņi gāzēs un šķidrumos ir gareniski, bet cietās vielās var rasties abu veidu viļņi. Šķērsviļņi cietās vielās rodas no izturības pret formas izmaiņām. Galvenā atšķirība starp šiem diviem viļņu veidiem ir tāda, ka šķērsviļņam ir polarizācijas īpašība (svārstības notiek noteiktā plaknē), savukārt garenvirziena vilnim nav.

Skaņas ātrums

Skaņas ātrums ir tieši atkarīgs no vides īpašībām, kurā tā izplatās. To nosaka (atkarīgs) divas vides īpašības: materiāla elastība un blīvums. Skaņas ātrums cietās vielās ir tieši atkarīgs no materiāla veida un tā īpašībām. Ātrums gāzveida vidē ir atkarīgs tikai no viena vides deformācijas veida: kompresijas-retināšanas. Spiediena izmaiņas skaņas vilnī notiek bez siltuma apmaiņas ar apkārtējām daļiņām un tiek sauktas par adiabātiskām.
Skaņas ātrums gāzē galvenokārt ir atkarīgs no temperatūras - tas palielinās, palielinoties temperatūrai, un samazinās, pazeminoties. Arī skaņas ātrums gāzveida vidē ir atkarīgs no pašu gāzes molekulu lieluma un masas - jo mazāka ir daļiņu masa un izmērs, jo lielāka ir viļņa “vadītspēja” un attiecīgi lielāks ātrums.

Šķidrā un cietā vidē skaņas izplatīšanās princips un ātrums ir līdzīgs tam, kā vilnis izplatās gaisā: ar kompresijas-izlādes palīdzību. Bet šajās vidēs papildus tai pašai atkarībai no temperatūras diezgan svarīgs ir barotnes blīvums un tā sastāvs/struktūra. Jo mazāks vielas blīvums, jo lielāks skaņas ātrums un otrādi. Atkarība no barotnes sastāva ir sarežģītāka un tiek noteikta katrā konkrētajā gadījumā, ņemot vērā molekulu/atomu izvietojumu un mijiedarbību.

Skaņas ātrums gaisā pie t, °C 20: 343 m/s
Skaņas ātrums destilētā ūdenī pie t, °C 20: 1481 m/s
Skaņas ātrums tēraudā pie t, °C 20: 5000 m/s

Stāvviļņi un traucējumi

Kad skaļrunis rada skaņas viļņus ierobežotā telpā, neizbēgami rodas viļņu atstarošanas efekts no robežām. Rezultātā tas notiek visbiežāk traucējumu efekts- ja divi vai vairāki skaņas viļņi pārklājas viens ar otru. Īpaši traucējumu parādību gadījumi ir: 1) sitienu viļņu vai 2) stāvošu viļņu veidošanās. Viļņu sitieni- tas ir gadījumā, ja tiek pievienoti viļņi ar līdzīgām frekvencēm un amplitūdām. Bītu rašanās attēls: kad divi līdzīgas frekvences viļņi pārklājas viens ar otru. Kādā brīdī ar šādu pārklāšanos amplitūdas maksimumi var sakrist "fāzē", un kritumi var sakrist arī "pretfāzē". Šādi tiek raksturoti skaņu ritmi. Ir svarīgi atcerēties, ka atšķirībā no stāvviļņiem pīķu fāzu sakritības nenotiek pastāvīgi, bet noteiktos laika intervālos. Ausij šis sitienu modelis ir diezgan skaidri atšķirams un tiek dzirdams attiecīgi kā periodisks skaļuma pieaugums un samazinājums. Mehānisms, ar kuru šis efekts rodas, ir ārkārtīgi vienkāršs: kad virsotnes sakrīt, apjoms palielinās, un, kad ielejas sakrīt, apjoms samazinās.

Stāvviļņi rodas divu vienādas amplitūdas, fāzes un frekvences viļņu superpozīcijas gadījumā, kad šādiem viļņiem “sastopoties” viens virzās uz priekšu un otrs pretējā virzienā. Kosmosa zonā (kur veidojās stāvvilnis) parādās divu frekvenču amplitūdu superpozīcijas attēls ar mainīgiem maksimumiem (tā sauktajiem antimezgliem) un minimumiem (tā sauktajiem mezgliem). Kad šī parādība notiek, viļņa frekvence, fāze un vājinājuma koeficients atstarošanas vietā ir ārkārtīgi svarīgi. Atšķirībā no ceļojošiem viļņiem, stāvviļņos nenotiek enerģijas pārnešana, jo uz priekšu un atpakaļ viļņi, kas veido šo vilni, pārnes enerģiju vienādos daudzumos gan uz priekšu, gan pretējos virzienos. Lai skaidri saprastu stāvošā viļņa rašanos, sniegsim piemēru no mājas akustika. Pieņemsim, ka mums ir uz grīdas stāvošas skaļruņu sistēmas ierobežotā telpā (telpā). Liekot viņiem spēlēt kaut ko ar lielu basu, mēģināsim mainīt klausītāja atrašanās vietu telpā. Tādējādi klausītājs, kurš atrodas stāvviļņa minimuma (atņemšanas) zonā, sajutīs efektu, ka basu ir ļoti maz, un, ja klausītājs nonāks frekvenču maksimālās (saskaitīšanas) zonā, tad otrādi. tiek iegūts ievērojams basa apgabala pieaugums. Šajā gadījumā efekts tiek novērots visās bāzes frekvences oktāvās. Piemēram, ja bāzes frekvence ir 440 Hz, tad “saskaitīšanas” vai “atņemšanas” parādība tiks novērota arī pie frekvencēm 880 Hz, 1760 Hz, 3520 Hz utt.

Rezonanses fenomens

Lielākajai daļai cietvielu ir dabiskās rezonanses frekvence. Šo efektu ir diezgan viegli saprast, izmantojot parastās caurules piemēru, kas ir atvērta tikai vienā galā. Iedomāsimies situāciju, kad otrā caurules galā ir pieslēgts skaļrunis, kas var atskaņot vienu nemainīgu frekvenci, kuru vēlāk arī var mainīt. Tātad, caurulei ir dabiskās rezonanses frekvence, sakot vienkāršā valodā ir frekvence, kurā caurule "rezonē" vai rada savu skaņu. Ja skaļruņa frekvence (regulēšanas rezultātā) sakrīt ar caurules rezonanses frekvenci, tad notiks skaļuma palielināšanas efekts vairākas reizes. Tas notiek tāpēc, ka skaļrunis ar ievērojamu amplitūdu ierosina gaisa kolonnas vibrācijas caurulē, līdz tiek atrasta tā pati “rezonanses frekvence” un rodas pievienošanas efekts. Iegūto parādību var raksturot šādi: caurule šajā piemērā “palīdz” runātājam, rezonējot noteiktā frekvencē, viņu pūles summējas un “rezultātā” rodas dzirdams skaļš efekts. Izmantojot mūzikas instrumentu piemēru, šo parādību var viegli redzēt, jo vairuma instrumentu dizains satur elementus, ko sauc par rezonatoriem. Nav grūti uzminēt, kas kalpo noteiktas frekvences vai mūzikas toņa pastiprināšanai. Piemēram: ģitāras korpuss ar rezonatoru cauruma veidā, kas savienojas ar skaļumu; Flautas caurules (un visu cauruļu kopumā) dizains; Bungas korpusa cilindriskā forma, kas pati par sevi ir noteiktas frekvences rezonators.

Skaņas frekvenču spektrs un frekvences reakcija

Tā kā praksē praktiski nav tādas pašas frekvences viļņu, ir nepieciešams sadalīt visu dzirdamā diapazona skaņas spektru virstoņos vai harmonikās. Šiem nolūkiem ir grafiki, kas parāda skaņas vibrāciju relatīvās enerģijas atkarību no frekvences. Šo grafiku sauc par skaņas frekvences spektra grafiku. Skaņas frekvenču spektrs Ir divi veidi: diskrēts un nepārtraukts. Diskrēta spektra diagramma parāda atsevišķas frekvences, kas atdalītas ar tukšām vietām. Nepārtrauktā spektrā viss ir klātesošs uzreiz audio frekvences.
Mūzikas vai akustikas gadījumā visbiežāk tiek izmantots parastais grafiks Amplitūdas-frekvences raksturlielumi(saīsināti kā "AFC"). Šis grafiks parāda skaņas vibrāciju amplitūdas atkarību no frekvences visā frekvenču spektrā (20 Hz - 20 kHz). Aplūkojot šādu grafiku, ir viegli saprast, piemēram, konkrētā skaļruņa vai akustiskās sistēmas stiprās vai vājās puses kopumā, spēcīgākās enerģijas izvades zonas, frekvences kritumus un kāpumus, vājināšanos, kā arī izsekot stāvumam. no krituma.

Skaņas viļņu izplatīšanās, fāze un pretfāze

Skaņas viļņu izplatīšanās process notiek visos virzienos no avota. Vienkāršākais piemērs šīs parādības izpratnei ir ūdenī iemests oļi.
No vietas, kur akmens nokrita, viļņi sāk izplatīties pa ūdens virsmu visos virzienos. Tomēr iedomāsimies situāciju, izmantojot skaļruni noteiktā skaļumā, piemēram, slēgtā kastē, kas ir savienota ar pastiprinātāju un atskaņo kaut kādu mūzikas signālu. Ir viegli pamanīt (īpaši, ja izmantojat spēcīgu zemfrekvences signālu, piemēram, basa bungas), ka skaļrunis veic strauju kustību “uz priekšu” un pēc tam to pašu straujo kustību “atpakaļ”. Joprojām ir jāsaprot, ka, kad skaļrunis virzās uz priekšu, tas izstaro skaņas vilni, ko mēs dzirdam vēlāk. Bet kas notiek, kad skaļrunis pārvietojas atpakaļ? Un paradoksālā kārtā notiek tas pats, skaļrunis izdod vienu un to pašu skaņu, tikai mūsu piemērā tas pilnībā izplatās kastes skaļuma robežās, nepārkāpjot tās robežas (kaste ir aizvērta). Kopumā augstāk minētajā piemērā var novērot diezgan daudz interesantu fizikālu parādību, no kurām nozīmīgākā ir fāzes jēdziens.

Skaņas vilnis, ko skaļrunis, atrodoties skaļumā, izstaro klausītāja virzienā, ir “fāzē”. Reversais vilnis, kas nonāk kastes tilpumā, būs attiecīgi pretfāze. Atliek tikai saprast, ko šie jēdzieni nozīmē? Signāla fāze– tas ir skaņas spiediena līmenis pašreizējā laika momentā kādā telpas punktā. Vienkāršākais veids, kā izprast fāzi, ir mūzikas materiāla reproducēšanas piemērs, izmantojot parasto uz grīdas stāvošu mājas skaļruņu sistēmu stereo pāri. Iedomāsimies, ka divi šādi uz grīdas stāvoši skaļruņi ir uzstādīti noteiktā telpā un spēlē. Šajā gadījumā abas akustiskās sistēmas atveido sinhronu signālu ar mainīgu skaņas spiedienu, un viena skaļruņa skaņas spiediens tiek pievienots otra skaļruņa skaņas spiedienam. Līdzīgs efekts rodas attiecīgi no kreisā un labā skaļruņa signāla reproducēšanas sinhronizācijas, citiem vārdiem sakot, kreisā un labā skaļruņa izstarotā viļņu virsotnes un lejas sakrīt.

Tagad iedomāsimies, ka skaņas spiedieni joprojām mainās tādā pašā veidā (nav notikušas izmaiņas), bet tikai tagad tie ir pretēji viens otram. Tas var notikt, ja vienu skaļruņu sistēmu no divām pievienojat apgrieztā polaritātē (“+” kabelis no pastiprinātāja uz skaļruņu sistēmas “-” spaili un “-” kabelis no pastiprinātāja uz “+” spaili. skaļruņu sistēma). Šajā gadījumā signāls pretējā virzienā radīs spiediena starpību, ko var attēlot skaitļos šādi: pa kreisi akustiskā sistēma radīs spiedienu "1 Pa", un labā skaļruņu sistēma radīs spiedienu "mīnus 1 Pa". Rezultātā kopējais skaņas skaļums klausītāja atrašanās vietā būs nulle. Šo parādību sauc par antifāzi. Ja aplūkojam piemēru sīkāk, lai saprastu, izrādās, ka divi skaļruņi, kas spēlē “fāzē”, rada identiskas gaisa sablīvēšanās un retināšanas zonas, tādējādi faktiski palīdzot viens otram. Idealizētas pretfāzes gadījumā viena skaļruņa izveidotā saspiestā gaisa telpas laukums tiks papildināts ar otrā skaļruņa izveidoto retinātās gaisa telpas laukumu. Tas aptuveni izskatās pēc savstarpējas sinhronas viļņu atcelšanas fenomena. Tiesa, praksē skaļums nesamazinās līdz nullei, un mēs dzirdēsim stipri izkropļotu un novājinātu skaņu.

Vispieejamākais veids, kā aprakstīt šo parādību, ir šāds: divi signāli ar vienādām svārstībām (frekvenci), bet nobīdīti laikā. Ņemot to vērā, ir ērtāk iedomāties šīs pārvietošanās parādības, izmantojot parastā apaļā pulksteņa piemēru. Iedomāsimies, ka pie sienas karājas vairāki identiski apaļie pulksteņi. Kad šī pulksteņa sekunžu rādītāji darbojas sinhroni, vienā pulkstenī 30 sekundes, bet otrā 30, tad šis ir signāla piemērs, kas atrodas fāzē. Ja sekunžu rādītāji pārvietojas ar nobīdi, bet ātrums joprojām ir nemainīgs, piemēram, vienā pulkstenī tas ir 30 sekundes, bet citā - 24 sekundes, tad šis ir klasisks fāzes nobīdes piemērs. Tādā pašā veidā fāze tiek mērīta grādos virtuālā apļa ietvaros. Šajā gadījumā, kad signāli tiek nobīdīti viens pret otru par 180 grādiem (pusperioda), tiek iegūta klasiskā pretfāze. Bieži praksē notiek nelielas fāžu nobīdes, kuras var noteikt arī grādos un veiksmīgi novērst.

Viļņi ir plakani un sfēriski. Plaknes viļņu fronte izplatās tikai vienā virzienā un praksē sastopama reti. Sfēriskā viļņu fronte ir vienkāršs viļņu veids, kas rodas no viena punkta un virzās visos virzienos. Skaņas viļņiem ir īpašums difrakcija, t.i. spēja apiet šķēršļus un objektus. Liekšanas pakāpe ir atkarīga no skaņas viļņa garuma attiecības pret šķēršļa vai cauruma izmēru. Difrakcija notiek arī tad, ja skaņas ceļā ir kāds šķērslis. Šajā gadījumā ir iespējami divi scenāriji: 1) Ja šķēršļa izmērs ir daudz lielāks par viļņa garumu, tad skaņa tiek atspoguļota vai absorbēta (atkarībā no materiāla absorbcijas pakāpes, šķēršļa biezuma utt.). ), un aiz šķēršļa veidojas “akustiskās ēnas” zona. 2) Ja šķēršļa izmērs ir salīdzināms ar viļņa garumu vai pat mazāks par to, tad skaņa zināmā mērā izkliedējas visos virzienos. Ja skaņas vilnis, pārvietojoties vienā vidē, saskaras ar saskarni ar citu vidi (piemēram, gaisa vidi ar cietu vidi), tad var notikt trīs scenāriji: 1) vilnis tiks atspoguļots no saskarnes 2) vilnis var pāriet citā vidē, nemainot virzienu 3) vilnis var pāriet citā vidē ar virziena maiņu pie robežas, to sauc par “viļņu refrakciju”.

Skaņas viļņa pārspiediena attiecību pret svārstību tilpuma ātrumu sauc par viļņu pretestību. Vienkāršiem vārdiem sakot, barotnes viļņu pretestība var saukt par spēju absorbēt skaņas viļņus vai “pretoties” tiem. Atstarošanas un pārraides koeficienti ir tieši atkarīgi no abu mediju viļņu pretestību attiecības. Viļņu pretestība gāzveida vidē ir daudz zemāka nekā ūdenī vai cietās vielās. Tāpēc, ja skaņas vilnis gaisā ietriecas cietā objektā vai dziļūdens virsmā, skaņa vai nu tiek atspoguļota no virsmas, vai arī lielā mērā tiek absorbēta. Tas ir atkarīgs no virsmas biezuma (ūdens vai cieta viela), uz kuras krīt vēlamais skaņas vilnis. Kad cietas vai šķidras vides biezums ir mazs, skaņas viļņi gandrīz pilnībā “iziet cauri”, un otrādi, ja vides biezums ir liels, viļņi biežāk tiek atspoguļoti. Skaņas viļņu atstarošanās gadījumā šis process notiek saskaņā ar labi zināmu fizisko likumu: "Krišanas leņķis ir vienāds ar atstarošanas leņķi." Šajā gadījumā, kad vilnis no vides ar mazāku blīvumu sasniedz robežu ar vidi ar lielāku blīvumu, parādība notiek refrakcija. Tas sastāv no skaņas viļņa saliekšanas (refrakcijas) pēc šķēršļa “satiekšanās”, un to obligāti pavada ātruma izmaiņas. Refrakcija ir atkarīga arī no vides temperatūras, kurā notiek atstarošana.

Skaņas viļņu izplatīšanās procesā kosmosā to intensitāte neizbēgami samazinās, var teikt, ka viļņi vājinās un skaņa vājinās. Praksē sastapties ar līdzīgu efektu ir pavisam vienkārši: piemēram, ja divi cilvēki stāv uz lauka kādā tuvākā attālumā (metra vai tuvāk) un sāk viens otram kaut ko teikt. Ja pēc tam palielināsiet attālumu starp cilvēkiem (ja viņi sāk attālināties viens no otra), tas pats sarunas skaļuma līmenis kļūs arvien mazāk dzirdams. Šis piemērs skaidri parāda skaņas viļņu intensitātes samazināšanās fenomenu. Kāpēc tas notiek? Iemesls tam ir dažādi siltuma apmaiņas procesi, molekulārā mijiedarbība un skaņas viļņu iekšējā berze. Visbiežāk praksē skaņas enerģija tiek pārvērsta siltumenerģijā. Šādi procesi neizbēgami rodas jebkurā no 3 skaņas izplatīšanās līdzekļiem, un tos var raksturot kā skaņas viļņu absorbcija.

Skaņas viļņu absorbcijas intensitāte un pakāpe ir atkarīga no daudziem faktoriem, piemēram, vides spiediena un temperatūras. Absorbcija ir atkarīga arī no konkrētās skaņas frekvences. Kad skaņas vilnis izplatās caur šķidrumiem vai gāzēm, starp dažādām daļiņām rodas berzes efekts, ko sauc par viskozitāti. Šīs berzes rezultātā molekulārā līmenī notiek viļņa pārvēršanas process no skaņas uz siltumu. Citiem vārdiem sakot, jo augstāka ir vides siltumvadītspēja, jo zemāka ir viļņu absorbcijas pakāpe. Skaņas absorbcija gāzveida vidē ir atkarīga arī no spiediena (atmosfēras spiediens mainās, palielinoties augstumam attiecībā pret jūras līmeni). Runājot par absorbcijas pakāpes atkarību no skaņas frekvences, ņemot vērā iepriekš minētās viskozitātes un siltumvadītspējas atkarības, jo augstāka ir skaņas frekvence, jo lielāka skaņas absorbcija. Piemēram, kad normāla temperatūra un spiedienu, gaisā viļņa ar frekvenci 5000 Hz absorbcija ir 3 dB/km, bet viļņa ar frekvenci 50 000 Hz absorbcija būs 300 dB/m.

Cietā vidē visas iepriekš minētās atkarības (siltuma vadītspēja un viskozitāte) tiek saglabātas, taču tam tiek pievienoti vēl vairāki nosacījumi. Tie ir saistīti ar cieto materiālu molekulāro struktūru, kas var būt atšķirīga, ar savu neviendabīgumu. Atkarībā no šīs iekšējās cietās molekulārās struktūras skaņas viļņu absorbcija šajā gadījumā var būt atšķirīga un atkarīga no konkrētā materiāla veida. Skaņai izejot cauri cietam ķermenim, vilnis piedzīvo vairākas pārvērtības un kropļojumus, kas visbiežāk noved pie skaņas enerģijas izkliedes un absorbcijas. Molekulārā līmenī var rasties dislokācijas efekts, kad skaņas vilnis izraisa atomu plakņu nobīdi, kuras pēc tam atgriežas sākotnējā stāvoklī. Vai arī dislokāciju kustība noved pie sadursmes ar tām perpendikulārām dislokācijām vai kristāla struktūras defektiem, kas izraisa to kavēšanu un līdz ar to zināmu skaņas viļņa absorbciju. Tomēr skaņas vilnis var arī rezonēt ar šiem defektiem, kas novedīs pie sākotnējā viļņa izkropļojumiem. Skaņas viļņa enerģija mijiedarbības brīdī ar materiāla molekulārās struktūras elementiem tiek izkliedēta iekšējo berzes procesu rezultātā.

Šajā rakstā es mēģināšu analizēt cilvēka dzirdes uztveres iezīmes un dažus skaņas izplatīšanās smalkumus un iezīmes.

Pirms rodas aizdomas, ka datora skaņas karte ir bojāta, rūpīgi pārbaudiet esošos datora savienotājus, vai nav ārēju bojājumu. Jums vajadzētu arī pārbaudīt zemfrekvences skaļruņa funkcionalitāti ar skaļruņiem vai austiņām, caur kurām tiek atskaņota skaņa - mēģiniet savienot tās ar jebkuru citu ierīci. Iespējams, problēmas cēlonis ir tieši jūsu izmantotajā aprīkojumā.

Iespējams, ka atkārtota instalēšana palīdzēs jūsu situācijā operētājsistēma Windows neatkarīgi no tā, vai tā ir 7, 8, 10 vai XP versija, jo nepieciešamie iestatījumi var vienkārši tikt zaudēti.

Pāriesim pie skaņas kartes pārbaudes

1. metode

Pirmais solis ir risināt ierīces draiverus. Lai to izdarītu, jums ir nepieciešams:

Pēc tam draiveri tiks atjaunināti un problēma tiks atrisināta.

Arī šī procedūra var veikt, ja tas ir pieejams pašreizējā versija programmatūra uz noņemamā datu nesēja. Šādā situācijā jums ir jāinstalē, norādot ceļu uz noteiktu mapi.

Ja audio karte vispār neatrodas ierīču pārvaldniekā, pārejiet pie nākamās opcijas.

2. metode

Šajā gadījumā ir nepieciešama pilnīga diagnostika, lai nodrošinātu pareizu tehnisko savienojumu. Jums ir jāveic šādas darbības noteiktā secībā:

Lūdzu, ņemiet vērā, ka šī opcija ir piemērota tikai diskrētiem komponentiem, kas ir uzstādīti uz atsevišķas plates.

3. metode

Ja pēc vizuālas pārbaudes un skaļruņu vai austiņu pārbaudes tie ir darba kārtībā un OS pārinstalēšana nedeva nekādus rezultātus, mēs turpinām:

Pēc skaņas kartes pārbaudes pabeigšanas sistēma jūs informēs par tās statusu, un, ja tā nedarbojas, jūs to sapratīsit, pamatojoties uz rezultātiem.

4. metode

Vēl viena iespēja ātri un viegli pārbaudīt Skaņas karte operētājsistēmā Windows OS:

Tādā veidā mēs datorā veiksim audio problēmu diagnostiku.

Programma piedāvās vairākas problēmas, kā arī norādīs pievienotās audio ierīces. Ja tā, diagnostikas vednis ļaus jums to ātri identificēt.

5. metode

Trešā iespēja pārbaudīt, vai skaņas karte darbojas, ir šāda:

Cilnēs "Draiveris" un "Informācija" jūs saņemsiet papildu datus par visu datorā instalēto ierīču parametriem, gan integrētajiem, gan diskrētajiem. Šī metode ļauj arī diagnosticēt problēmas un ātri tās identificēt, izmantojot programmatūras testēšanu.

Tagad jūs zināt, kā ātri un viegli pārbaudīt skaņas karti vairākos veidos. To galvenā priekšrocība ir tā, ka šim nolūkam jums nav nepieciešama tiešsaistes piekļuve internetam, un visas procedūras var veikt neatkarīgi, nesazinoties ar specializētu dienestu.