Ovoz to'lqinlari. Ovozning xususiyatlari (Eryutkin E. S.). Ovoz manbalari. Ovoz tebranishlari - Ovoz tebranishlarining mavhum manbalari
Qanday tovush manbalari borligini tushunishdan oldin, nima tovush ekanligini o'ylab ko'ring? Biz bilamizki, yorug'lik nurlanishdir. Ob'ektlardan aks ettirilgan bu nurlanish bizning ko'zimizga etib boradi va biz buni ko'ra olamiz. Ta'm va hid - bu bizning retseptorlarimiz tomonidan qabul qilinadigan tananing kichik zarralari. Bu tovush qanday hayvon?
Tovushlar havo orqali uzatiladi
Siz gitara qanday chalinishini ko'rgan bo'lsangiz kerak. Ehtimol, buni o'zingiz qilishingiz mumkin. Yana bir muhim narsa - gitarada torlarni uzganingizda chiqaradigan ovoz. Hammasi to'g'ri. Ammo agar siz gitarani vakuumga qo'yib, torlarni uzib qo'ysangiz, gitara hech qanday tovush chiqarmasligidan juda hayron bo'lar edingiz.
Bunday tajribalar turli xil jismlar bilan o'tkazildi va natija har doim bir xil edi: havosiz kosmosda hech qanday tovush eshitilmasdi. Mantiqiy xulosa shundan kelib chiqadiki, tovush havo orqali uzatiladi. Shuning uchun tovush havo zarralari va tovush chiqaradigan jismlar bilan sodir bo'ladigan narsadir.
Ovoz manbalari - tebranuvchi jismlar
Keyinchalik. Turli xil ko'plab tajribalar natijasida tovush jismlarning tebranishi tufayli paydo bo'lishini aniqlash mumkin edi. Ovoz manbalari tebranuvchi jismlardir. Bu tebranishlar havo molekulalari tomonidan uzatiladi va bizning qulog'imiz bu tebranishlarni idrok etib, ularni biz tushunadigan tovush hissiyotlariga aylantiradi.
Tekshirish qiyin emas. Bir stakan yoki billur qadah oling va stolga qo'ying. Metall qoshiq bilan ozgina teging. Siz uzun, ingichka tovushni eshitasiz. Endi qo'lingiz bilan stakanga teging va yana taqillating. Ovoz o'zgaradi va ancha qisqaroq bo'ladi.
Endi bir nechta odam qoshiq bilan urish uchun juda kichik joydan tashqari, bitta bo'sh joyni qoldirmaslikka harakat qilib, qo'llarini stakan atrofida iloji boricha to'liq o'rashga ruxsat bering. Yana stakanga uring. Siz hech qanday tovushni deyarli eshitmaysiz, va bo'ladigan ovoz zaif va juda qisqa bo'ladi. Bu qanday ma'nono bildiradi?
Birinchi holda, zarbadan so'ng, shisha erkin tebrandi, uning tebranishlari havo orqali uzatildi va bizning quloqlarimizga etib bordi. Ikkinchi holda, tebranishlarning aksariyati bizning qo'limizga singib ketgan va tananing tebranishlari kamayganligi sababli tovush ancha qisqaroq bo'lgan. Uchinchi holatda, tananing deyarli barcha tebranishlari barcha ishtirokchilarning qo'llari bilan bir zumda so'riladi va tana deyarli tebranmadi va shuning uchun deyarli hech qanday tovush chiqarmadi.
Xuddi shu narsa siz o'ylashingiz va o'tkazishingiz mumkin bo'lgan barcha boshqa tajribalar uchun ham amal qiladi. Havo molekulalariga uzatiladigan jismlarning tebranishlari bizning quloqlarimiz tomonidan idrok qilinadi va miya tomonidan izohlanadi.
Turli chastotalardagi tovush tebranishlari
Demak, tovush tebranishdir. Ovoz manbalari tovush tebranishlarini havo orqali bizga uzatadi. Nega biz barcha jismlarning barcha tebranishlarini eshitmayapmiz? Chunki tebranishlar turli chastotalarda bo'ladi.
Inson qulog'i tomonidan qabul qilinadigan tovush taxminan 16 Gts dan 20 kHz gacha bo'lgan chastotali tovush tebranishlaridir. Bolalar kattalarnikiga qaraganda yuqori chastotali tovushlarni eshitishadi va turli tirik mavjudotlarni idrok qilish diapazoni odatda juda farq qiladi.
Ushbu video dars yordamida siz “Ovoz manbalari. Ovoz tebranishlari. Pitch, tembr, ovoz balandligi." Ushbu darsda siz tovush nima ekanligini bilib olasiz. Shuningdek, biz inson eshitish tomonidan qabul qilinadigan tovush tebranishlarining diapazonlarini ko'rib chiqamiz. Keling, tovushning manbai nima bo'lishi mumkinligini va uning paydo bo'lishi uchun qanday sharoitlar zarurligini aniqlaylik. Shuningdek, biz tovush balandligi, tembr va ovoz balandligi kabi xususiyatlarni o'rganamiz.
Dars mavzusi tovush manbalari va tovush tebranishlariga bag'ishlangan. Shuningdek, biz tovushning o'ziga xos xususiyatlari - balandlik, ovoz balandligi va tembr haqida gapiramiz. Ovoz haqida, tovush to'lqinlari haqida gapirishdan oldin, mexanik to'lqinlarning elastik muhitda tarqalishini eslaylik. Uzunlamasına mexanik to'lqinlarning inson eshitish organlari tomonidan idrok qilinadigan qismi tovush, tovush to'lqinlari deb ataladi. Ovoz - bu inson eshitish organlari tomonidan qabul qilinadigan mexanik to'lqinlar bo'lib, ular tovush hissiyotlarini keltirib chiqaradi .
Tajribalar shuni ko'rsatadiki, inson qulog'i va eshitish organlari 16 Gts dan 20 000 Gts gacha bo'lgan chastotali tebranishlarni qabul qiladi. Aynan shu diapazonni biz tovush deb ataymiz. Albatta, chastotasi 16 Gts dan kam (infratovush) va 20 000 Gts dan ortiq (ultratovush) bo'lgan to'lqinlar mavjud. Ammo bu diapazon, bu bo'limlar inson qulog'i tomonidan sezilmaydi.
Guruch. 1. Inson qulog'ining eshitish diapazoni
Aytganimizdek, infratovush va ultratovush sohalari inson eshitish organlari tomonidan sezilmaydi. Garchi ular, masalan, ba'zi hayvonlar va hasharotlar tomonidan idrok etilishi mumkin.
Nima bo'ldi ? Ovoz manbalari tovush chastotasida (16 dan 20 000 Gts gacha) tebranadigan har qanday jism bo'lishi mumkin.
Guruch. 2. Vitsega mahkamlangan tebranish o'lchagich tovush manbai bo'lishi mumkin.
Keling, tajribaga murojaat qilaylik va tovush to'lqini qanday hosil bo'lishini ko'rib chiqaylik. Buni amalga oshirish uchun bizga metall o'lchagich kerak bo'ladi, biz uni vida bilan mahkamlaymiz. Endi biz o'lchagichga harakat qilsak, biz tebranishlarni kuzatishimiz mumkin bo'ladi, lekin biz hech qanday tovushni eshitmaymiz. Va shunga qaramay, hukmdor atrofida mexanik to'lqin hosil bo'ladi. E'tibor bering, o'lchagich bir tomonga o'tkazilganda, bu erda havo muhri hosil bo'ladi. Boshqa yo'nalishda ham muhr mavjud. Ushbu muhrlar orasida havo vakuum hosil bo'ladi. Uzunlamasına to'lqin - bu havoning siqilishi va kamayishidan iborat tovush to'lqinidir. Bu holatda o'lchagichning tebranish chastotasi tovush chastotasidan kamroq, shuning uchun biz bu to'lqinni, bu tovushni eshitmaymiz. Hozirgina kuzatgan tajribamizga asoslanib, 18-asr oxirida tyuning vilka deb nomlangan qurilma yaratildi.
Guruch. 3. Tyuning vilkadan uzunlamasına tovush to'lqinlarining tarqalishi
Ko'rib turganimizdek, tovush tovush chastotasiga ega bo'lgan jismning tebranishlari natijasida paydo bo'ladi. Ovoz to'lqinlari barcha yo'nalishlarda tarqaladi. Inson eshitish apparati va tovush to'lqinlarining manbai o'rtasida vosita bo'lishi kerak. Bu muhit gazsimon, suyuq yoki qattiq bo'lishi mumkin, lekin u tebranishlarni o'tkazishga qodir bo'lgan zarralar bo'lishi kerak. Ovoz to'lqinlarini uzatish jarayoni, albatta, materiya mavjud bo'lgan joyda sodir bo'lishi kerak. Agar modda bo'lmasa, biz hech qanday tovushni eshitmaymiz.
Ovoz mavjudligi uchun sizga kerak:
1. Ovoz manbai
2. Chorshanba
3. Eshitish vositasi
4. Chastotasi 16-20000Hz
5. Intensivlik
Endi tovush xususiyatlarini muhokama qilishga o'taylik. Birinchisi - ohang. Ovoz balandligi - tebranishlar chastotasi bilan belgilanadigan xarakteristikasi. Tebranishlarni ishlab chiqaradigan tananing chastotasi qanchalik baland bo'lsa, tovush shunchalik baland bo'ladi. Keling, o'rinbosarda ushlab turilgan hukmdorga yana qaraylik. Yuqorida aytib o'tganimizdek, biz tebranishlarni ko'rdik, lekin hech qanday tovushni eshitmadik. Agar biz hozir o'lchagichning uzunligini qisqartirsak, biz tovushni eshitamiz, lekin tebranishlarni ko'rish ancha qiyin bo'ladi. Chiziqqa qarang. Agar biz hozir harakat qilsak, biz hech qanday tovushni eshitmaymiz, lekin tebranishlarni kuzatamiz. Agar biz o'lchagichni qisqartirsak, biz ma'lum bir balandlikdagi tovushni eshitamiz. Biz o'lchagichning uzunligini yanada qisqartirishimiz mumkin, keyin biz yanada balandroq tovushni (chastotani) eshitamiz. Xuddi shu narsani tyuning vilkalar bilan kuzatishimiz mumkin. Agar biz katta tuning vilkasini (namoyish vilkasi deb ham ataladi) olib, bunday vilkaning oyoqlariga ursak, biz tebranishni kuzatishimiz mumkin, lekin biz tovushni eshitmaymiz. Agar biz yana bir tuning vilka olsak, u holda biz uni urganimizda ma'lum bir tovushni eshitamiz. Keyingi tuning vilkasi esa musiqa asboblarini sozlashda qo'llaniladigan haqiqiy tuning vilka. U A notasiga mos keladigan tovush chiqaradi yoki ular aytganidek, 440 Gts.
Keyingi xususiyat - tovushning tembri. Tembr tovush rangi deb ataladi. Bu xususiyatni qanday tasvirlash mumkin? Tembr - bu turli xil musiqa asboblari tomonidan ijro etilgan ikkita bir xil tovushlar orasidagi farq. Hammangiz bilasizki, bizda bor-yo'g'i yettita nota bor. Agar biz skripkada va pianinoda ijro etilgan bir xil A notasini eshitsak, biz ularni bir-biridan ajratishimiz mumkin. Bu tovushni qaysi asbob yaratganini darhol aniqlashimiz mumkin. Aynan shu xususiyat - tovushning rangi - tembrni tavsiflaydi. Aytish kerakki, tembr asosiy ohangdan tashqari qanday tovush tebranishlari takrorlanishiga bog'liq. Gap shundaki, ixtiyoriy tovush tebranishlari ancha murakkab. Ular individual tebranishlar to'plamidan iborat, deyishadi tebranish spektri. Bu ma'lum bir ovoz yoki asbob ovozining go'zalligini tavsiflovchi qo'shimcha tebranishlarni (overtones) takrorlashdir. Tembr tovushning asosiy va yorqin ko`rinishlaridan biri hisoblanadi.
Yana bir xususiyat - bu hajm. Ovoz balandligi tebranishlarning amplitudasiga bog'liq. Keling, ko'rib chiqaylik va ovoz balandligi tebranishlar amplitudasi bilan bog'liqligiga ishonch hosil qilaylik. Shunday qilib, keling, tuning vilkasini olaylik. Keling, quyidagilarni bajaramiz: agar siz tyuning vilkasini zaif bossangiz, tebranishlar amplitudasi kichik bo'ladi va ovoz jim bo'ladi. Agar siz endi tyuning vilkasini qattiqroq bossangiz, ovoz ancha balandroq bo'ladi. Buning sababi, tebranishlarning amplitudasi ancha katta bo'ladi. Ovozni idrok etish sub'ektiv narsa bo'lib, u qanday eshitish vositasi ishlatilishiga va odamning o'zini qanday his qilishiga bog'liq.
Qo'shimcha adabiyotlar ro'yxati:
Ovoz sizga shunchalik tanishmi? // Kvant. - 1992. - No 8. - B. 40-41. Kikoin A.K. Musiqiy tovushlar va ularning manbalari haqida // Kvant. - 1985. - No 9. - B. 26-28. Boshlang'ich fizika darslik. Ed. G.S. Landsberg. T. 3. - M., 1974 y.
Ovoz to'lqini (tovush tebranishlari) - kosmosda uzatiladigan modda molekulalarining (masalan, havo) mexanik tebranishi.
Lekin har bir tebranuvchi jism tovush manbai emas. Masalan, ip yoki prujinaga osilgan tebranuvchi og'irlik tovush chiqarmaydi. Metall o'lchagich, agar siz uni yuqoriga ko'tarsangiz va shu bilan tebranish chastotasi 20 Gts dan kam bo'lishi uchun bo'sh uchini uzaytirsangiz, ovoz berishni to'xtatadi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, inson qulog'i 20 Gts dan 20 000 Gts gacha bo'lgan chastotada sodir bo'ladigan jismlarning ovozli mexanik tebranishlarini idrok etishga qodir. Shuning uchun chastotalari shu diapazonda bo'lgan tebranishlar tovush deb ataladi. Chastotasi 20 000 Gts dan oshadigan mexanik tebranishlar ultratovush, 20 Gts dan kam chastotali tebranishlar esa infratovushli tebranishlar deyiladi. Shuni ta'kidlash kerakki, tovush diapazonining ko'rsatilgan chegaralari o'zboshimchalikdir, chunki ular odamlarning yoshiga va eshitish vositalarining individual xususiyatlariga bog'liq. Odatda, yoshi bilan, idrok etilgan tovushlarning yuqori chastota chegarasi sezilarli darajada kamayadi - ba'zi keksa odamlar 6000 Gts dan oshmaydigan chastotali tovushlarni eshitishlari mumkin. Bolalar, aksincha, chastotasi 20 000 Gts dan bir oz yuqori bo'lgan tovushlarni idrok etishlari mumkin. 20 000 Gts dan yuqori yoki 20 Gts dan kam chastotali tebranishlar ba'zi hayvonlar tomonidan eshitiladi. Dunyo turli xil tovushlar bilan to'ldirilgan: soatlarning shitirlashi va dvigatellarning shovqini, barglarning shitirlashi va shamolning uvillashi, qushlarning qo'shig'i va odamlarning ovozi. Odamlar tovushlar qanday tug'ilishi va ular nima ekanligini juda uzoq vaqt oldin taxmin qila boshladilar. Ular, masalan, tovush jismlarning havoda tebranishi natijasida hosil bo'lishini payqashdi. Hatto qadimgi yunon faylasufi va entsiklopedisti Aristotel ham kuzatishlariga asoslanib, tovushning tabiatini to'g'ri tushuntirib, tovush chiqaradigan jism havoning o'zgaruvchan siqilishi va siyraklashishini hosil qiladi, deb hisoblaydi. Shunday qilib, tebranuvchi ip havoni siqib chiqaradi yoki kamaytiradi va havoning elastikligi tufayli bu o'zgaruvchan effektlar kosmosga ko'proq uzatiladi - qatlamdan qatlamga elastik to'lqinlar paydo bo'ladi. Qulog'imizga etib kelganida, ular quloq pardasiga ta'sir qiladi va tovush hissini keltirib chiqaradi. Quloq orqali odam chastotasi taxminan 16 Gts dan 20 kHz gacha bo'lgan elastik to'lqinlarni (sekundiga 1 Gts - 1 tebranish) sezadi. Shunga ko'ra, chastotalari belgilangan chegaralar ichida joylashgan har qanday muhitdagi elastik to'lqinlar tovush to'lqinlari yoki oddiygina tovush deb ataladi. Havoda 0 ° C haroratda va normal bosimda tovush 330 m/s tezlikda, dengiz suvida - taxminan 1500 m / s, ba'zi metallarda tovush tezligi 7000 m / s ga etadi. Chastotasi 16 Gts dan kam bo'lgan elastik to'lqinlar infratovush, chastotasi 20 kHz dan oshadigan to'lqinlar esa ultratovush deb ataladi.
Gazlar va suyuqliklardagi tovush manbai nafaqat tebranish jismlari bo'lishi mumkin. Masalan, o'q va o'q uchayotganda hushtak chaladi, shamol uvillaydi. Turbojetli samolyotning shovqini nafaqat ishlovchi bloklarning shovqini - fan, kompressor, turbina, yonish kamerasi va boshqalardan, balki reaktiv oqimning shovqinidan, girdobdan, turbulent havo oqimlaridan iborat. samolyotlar yuqori tezlikda. Havo yoki suv orqali tez yugurayotgan jism uning atrofida oqayotgan oqimni buzadigandek tuyuladi va vaqti-vaqti bilan muhitda kamdan-kam uchraydigan va siqilish hududlarini hosil qiladi. Natijada tovush to'lqinlari hosil bo'ladi. Ovoz uzunlamasına va ko'ndalang to'lqinlar shaklida tarqalishi mumkin. Gazsimon va suyuq muhitda zarrachalarning tebranish harakati faqat to'lqin tarqaladigan yo'nalishda sodir bo'lganda faqat uzunlamasına to'lqinlar paydo bo'ladi. Qattiq jismlarda, uzunlamasına to'lqinlardan tashqari, ko'ndalang to'lqinlar ham muhitning zarralari to'lqinning tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar yo'nalishlarda tebranganda paydo bo'ladi. U erda ipni uning yo'nalishiga perpendikulyar ravishda urib, biz to'lqinni ip bo'ylab harakatlanishga majbur qilamiz. Inson qulog'i turli chastotali tovushlarga bir xil darajada sezgir emas. 1000 dan 4000 Gts gacha bo'lgan chastotalarga eng sezgir. Juda yuqori intensivlikda to'lqinlar endi tovush sifatida qabul qilinmaydi, quloqlarda og'riqni bosish hissi paydo bo'ladi. Bu sodir bo'lgan tovush to'lqinlarining intensivligi og'riq chegarasi deb ataladi. Tovushni o‘rganishda tovush ohangi va tembri tushunchalari ham muhim ahamiyatga ega. Har qanday haqiqiy tovush, xoh u inson ovozi bo'lsin, xoh cholg'u asbobida chalinishi, oddiy garmonik tebranish emas, balki ma'lum chastotalar to'plamiga ega bo'lgan ko'plab garmonik tebranishlarning o'ziga xos aralashmasidir. Eng past chastotaga ega bo'lgan asosiy ohang, qolganlari esa overtonlar deb ataladi. Muayyan tovushga xos bo'lgan turli xil ohanglar unga o'ziga xos rang beradi - tembr. Bir tembrdan ikkinchisi o'rtasidagi farq nafaqat raqam bilan, balki asosiy ohang tovushiga hamroh bo'lgan ohanglarning intensivligi bilan ham belgilanadi. Tembr bo'yicha biz skripka va pianino, gitara va nay tovushlarini osongina ajratamiz va tanish odamlarning ovozini taniymiz.
- Tebranish chastotasi soniyada to'liq tebranishlar soni deb ataladi. Chastotani o'lchash birligi 1 gerts (Hz). 1 gerts bir soniyada sodir bo'ladigan to'liq (bir yo'nalishda yoki boshqa) tebranishga to'g'ri keladi.
- Davr- bitta to'liq tebranish sodir bo'ladigan vaqt (lar). Tebranishlarning chastotasi qanchalik yuqori bo'lsa, ularning davri qanchalik qisqa bo'lsa, ya'ni. f=1/T. Shunday qilib, tebranishlarning chastotasi kattaroq bo'lsa, ularning davri qanchalik qisqa bo'lsa va aksincha. Inson ovozi chastotasi 80 dan 12 000 Gts gacha bo'lgan tovush tebranishlarini yaratadi va quloq 16-20 000 Gts diapazonidagi tovush tebranishlarini sezadi.
- Amplituda tebranish - tebranuvchi jismning dastlabki (sokin) holatidan eng katta og'ishi. Tebranish amplitudasi qanchalik katta bo'lsa, ovoz shunchalik baland bo'ladi. Inson nutqi tovushlari murakkab tovush tebranishlari bo'lib, u yoki bu oddiy tebranishlardan iborat bo'lib, chastotasi va amplitudasi o'zgaradi. Har bir nutq tovushi turli chastotalar va amplitudalardagi tebranishlarning o'ziga xos kombinatsiyasiga ega. Shuning uchun, bir nutq tovushining tebranishlari shakli boshqasining shaklidan sezilarli darajada farq qiladi, bu a, o va y tovushlarini talaffuz qilish paytida tebranishlarning grafiklarini ko'rsatadi.
Inson har qanday tovushni o'z idrokiga ko'ra ovoz balandligi va balandligi bilan tavsiflaydi.
Qanday tovush manbalari borligini tushunishdan oldin, nima tovush ekanligini o'ylab ko'ring? Biz bilamizki, yorug'lik nurlanishdir. Ob'ektlardan aks ettirilgan bu nurlanish bizning ko'zimizga etib boradi va biz buni ko'ra olamiz. Ta'm va hid - bu bizning retseptorlarimiz tomonidan qabul qilinadigan tananing kichik zarralari. Bu tovush qanday hayvon?
Tovushlar havo orqali uzatiladi
Siz gitara qanday chalinishini ko'rgan bo'lsangiz kerak. Ehtimol, buni o'zingiz qilishingiz mumkin. Yana bir muhim narsa - gitarada torlarni uzganingizda chiqaradigan ovoz. Hammasi to'g'ri. Ammo agar siz gitarani vakuumga qo'yib, torlarni uzib qo'ysangiz, gitara hech qanday tovush chiqarmasligidan juda hayron bo'lar edingiz.
Bunday tajribalar turli xil jismlar bilan o'tkazildi va natija har doim bir xil edi: havosiz kosmosda hech qanday tovush eshitilmasdi. Mantiqiy xulosa shundan kelib chiqadiki, tovush havo orqali uzatiladi. Shuning uchun tovush havo zarralari va tovush chiqaradigan jismlar bilan sodir bo'ladigan narsadir.
Ovoz manbalari - tebranuvchi jismlar
Keyinchalik. Turli xil ko'plab tajribalar natijasida tovush jismlarning tebranishi tufayli paydo bo'lishini aniqlash mumkin edi. Ovoz manbalari tebranuvchi jismlardir. Bu tebranishlar havo molekulalari tomonidan uzatiladi va bizning qulog'imiz bu tebranishlarni idrok etib, ularni biz tushunadigan tovush hissiyotlariga aylantiradi.
Tekshirish qiyin emas. Bir stakan yoki billur qadah oling va stolga qo'ying. Metall qoshiq bilan ozgina teging. Siz uzun, ingichka tovushni eshitasiz. Endi qo'lingiz bilan stakanga teging va yana taqillating. Ovoz o'zgaradi va ancha qisqaroq bo'ladi.
Endi bir nechta odam qoshiq bilan urish uchun juda kichik joydan tashqari, bitta bo'sh joyni qoldirmaslikka harakat qilib, qo'llarini stakan atrofida iloji boricha to'liq o'rashga ruxsat bering. Yana stakanga uring. Siz hech qanday tovushni deyarli eshitmaysiz, va bo'ladigan ovoz zaif va juda qisqa bo'ladi. Bu qanday ma'nono bildiradi?
Birinchi holda, zarbadan so'ng, shisha erkin tebrandi, uning tebranishlari havo orqali uzatildi va bizning quloqlarimizga etib bordi. Ikkinchi holda, tebranishlarning aksariyati bizning qo'limizga singib ketgan va tananing tebranishlari kamayganligi sababli tovush ancha qisqaroq bo'lgan. Uchinchi holatda, tananing deyarli barcha tebranishlari barcha ishtirokchilarning qo'llari bilan bir zumda so'riladi va tana deyarli tebranmadi va shuning uchun deyarli hech qanday tovush chiqarmadi.
Xuddi shu narsa siz o'ylashingiz va o'tkazishingiz mumkin bo'lgan barcha boshqa tajribalar uchun ham amal qiladi. Havo molekulalariga uzatiladigan jismlarning tebranishlari bizning quloqlarimiz tomonidan idrok qilinadi va miya tomonidan izohlanadi.
Turli chastotalardagi tovush tebranishlari
Demak, tovush tebranishdir. Ovoz manbalari tovush tebranishlarini havo orqali bizga uzatadi. Nega biz barcha jismlarning barcha tebranishlarini eshitmayapmiz? Chunki tebranishlar turli chastotalarda bo'ladi.
Inson qulog'i tomonidan qabul qilinadigan tovush taxminan 16 Gts dan 20 kHz gacha bo'lgan chastotali tovush tebranishlaridir. Bolalar kattalarnikiga qaraganda yuqori chastotali tovushlarni eshitishadi va turli tirik mavjudotlarni idrok qilish diapazoni odatda juda farq qiladi.
Quloqlar tabiat tomonidan bizga berilgan juda nozik va nozik asbobdir, shuning uchun biz unga g'amxo'rlik qilishimiz kerak, chunki inson tanasida uning o'rnini bosuvchi yoki o'xshashi yo'q.
Ovoz - bu havoning mayda zarralari, boshqa gazlar, suyuq va qattiq muhitlarning tebranishlarini keltirib chiqaradigan tovush to'lqinlari. Ovoz faqat modda mavjud bo'lgan joyda paydo bo'lishi mumkin, u qanday agregatsiya holatida bo'lishidan qat'i nazar. Vakuum sharoitida, muhit bo'lmagan joyda, tovush tarqalmaydi, chunki tovush to'lqinlarining tarqatuvchisi sifatida ishlaydigan zarrachalar yo'q. Masalan, kosmosda. Ovoz o'zgarishi, o'zgarishi, energiyaning boshqa shakllariga aylanishi mumkin. Shunday qilib, radio to'lqinlari yoki elektr energiyasiga aylantirilgan tovush masofalarga uzatilishi va axborot vositalarida qayd etilishi mumkin.
Ovoz to'lqini
Jismlar va jismlarning harakati deyarli har doim atrof-muhitdagi tebranishlarni keltirib chiqaradi. Suvmi, havomi, farqi yo‘q. Bu jarayonda tananing tebranishlari uzatiladigan muhitning zarralari ham tebranishni boshlaydi. Ovoz to'lqinlari paydo bo'ladi. Bundan tashqari, harakatlar oldinga va orqaga yo'nalishda amalga oshiriladi, asta-sekin bir-birini almashtiradi. Shuning uchun tovush to'lqini uzunlamasınadir. Unda hech qachon yuqoriga va pastga lateral harakat yo'q.
Ovoz to'lqinlarining xususiyatlari
Har qanday jismoniy hodisa singari, ular ham o'z miqdorlariga ega, ularning yordami bilan xususiyatlarni tavsiflash mumkin. Ovoz to'lqinining asosiy xususiyatlari uning chastotasi va amplitudasidir. Birinchi qiymat soniyada qancha to'lqin hosil bo'lishini ko'rsatadi. Ikkinchisi to'lqinning kuchini aniqlaydi. Past chastotali tovushlar past chastotali qiymatlarga ega va aksincha. Ovoz chastotasi Gertsda o'lchanadi va agar u 20 000 Gts dan oshsa, ultratovush paydo bo'ladi. Tabiatda va atrofimizdagi dunyoda past chastotali va yuqori chastotali tovushlarga juda ko'p misollar mavjud. Bulbulning sayrashi, momaqaldiroq gumburlashi, tog 'daryosining shovqini va boshqalar har xil tovush chastotalaridir. To'lqinning amplitudasi to'g'ridan-to'g'ri tovushning qanchalik baland bo'lishiga bog'liq. Ovoz balandligi, o'z navbatida, tovush manbasidan masofa bilan kamayadi. Shunga ko'ra, to'lqin epitsentrdan qanchalik uzoqroq bo'lsa, amplituda shunchalik kichik bo'ladi. Boshqacha qilib aytganda, tovush to'lqinining amplitudasi tovush manbasidan masofa bilan kamayadi.
Ovoz tezligi
Ovoz to'lqinining bu ko'rsatkichi to'g'ridan-to'g'ri u tarqaladigan muhitning tabiatiga bog'liq. Bu erda ham namlik, ham havo harorati muhim rol o'ynaydi. O'rtacha ob-havo sharoitida tovush tezligi sekundiga taxminan 340 metrni tashkil qiladi. Fizikada tovushdan tez tezlik degan narsa borki, u har doim tovush tezligidan kattaroqdir. Bu samolyot harakatlanayotganda tovush to'lqinlarining tarqaladigan tezligi. Samolyot tovushdan yuqori tezlikda harakat qiladi va hatto o'zi yaratgan tovush to'lqinlaridan ham oshib ketadi. Samolyot orqasida asta-sekin o'sib borayotgan bosim tufayli zarba zarba to'lqini hosil bo'ladi. Ushbu tezlikni o'lchash birligi qiziq va buni kam odam biladi. U Mach deb ataladi. Mach 1 tovush tezligiga teng. Agar to'lqin Mach 2 da harakat qilsa, u tovush tezligidan ikki baravar tez tarqaladi.
Shovqinlar
Insonning kundalik hayotida doimiy shovqin mavjud. Shovqin darajasi desibellarda o'lchanadi. Mashinalarning harakati, shamol, barglarning shitirlashi, odamlarning ovozlarining o'zaro to'qnashuvi va boshqa tovush shovqinlari bizning kundalik hamrohimiz. Ammo insonning eshitish analizatori bunday shovqinga ko'nikish qobiliyatiga ega. Biroq, inson qulog'ining moslashuvchan qobiliyatlari ham bardosh bera olmaydigan hodisalar mavjud. Masalan, 120 dB dan yuqori shovqin og'riq keltirishi mumkin. Eng shovqinli hayvon ko'k kitdir. U tovush chiqarganda, u 800 kilometrdan ortiq masofada eshitiladi.
Echo
Echo qanday paydo bo'ladi? Bu erda hamma narsa juda oddiy. Ovoz to'lqini turli sirtlardan aks etish qobiliyatiga ega: suvdan, toshdan, bo'sh xonadagi devorlardan. Bu to'lqin bizga qaytadi, shuning uchun biz ikkilamchi tovushni eshitamiz. Bu asl nusxadagi kabi aniq emas, chunki tovush to'lqinidagi energiyaning bir qismi to'siq tomon harakatlanayotganda tarqaladi.
Ekolokatsiya
Ovozni aks ettirish turli amaliy maqsadlarda qo'llaniladi. Masalan, ekolokatsiya. U ultratovush to'lqinlari yordamida ushbu to'lqinlar aks ettirilgan ob'ektgacha bo'lgan masofani aniqlash mumkinligiga asoslanadi. Hisob-kitoblar ultratovushning bir joyga borishi va qaytib kelishi uchun zarur bo'lgan vaqtni o'lchash yo'li bilan amalga oshiriladi. Ko'pgina hayvonlar ekolokatsiya qobiliyatiga ega. Masalan, yarasalar va delfinlar undan oziq-ovqat qidirish uchun foydalanadilar. Echolokatsiya tibbiyotda yana bir ilovani topdi. Ultratovush tekshiruvlari paytida insonning ichki organlarining rasmi shakllanadi. Ushbu usulning asosi shundaki, ultratovush havodan boshqa muhitga kirib, orqaga qaytadi va shu bilan tasvirni hosil qiladi.
Musiqadagi tovush to'lqinlari
Nima uchun musiqa asboblari ma'lum tovushlarni chiqaradi? Gitara chalish, pianino chalish, baraban va karnaylarning past ohanglari, nayning maftunkor nozik ovozi. Bularning barchasi va boshqa ko'plab tovushlar havo tebranishlari yoki boshqacha qilib aytganda, tovush to'lqinlarining paydo bo'lishi tufayli paydo bo'ladi. Lekin nega cholg‘u asboblarining ovozi juda xilma-xil? Ma'lum bo'lishicha, bu bir necha omillarga bog'liq. Birinchisi, asbobning shakli, ikkinchisi - u tayyorlangan material.
Bunga misol tariqasida torli asboblar yordamida qaraylik. Ular torlarga tegilganda tovush manbaiga aylanadi. Natijada ular tebranishni boshlaydilar va atrof-muhitga turli xil tovushlarni yuboradilar. Har qanday torli cholg‘uning past ovozi torning yo‘g‘onligi va uzunligining katta bo‘lishi hamda tarangligining zaifligi bilan bog‘liq. Va aksincha, ip qanchalik qattiq cho'zilgan bo'lsa, u qanchalik ingichka va qisqa bo'lsa, o'ynash natijasida olingan tovush shunchalik baland bo'ladi.
Mikrofon harakati
U tovush toʻlqini energiyasini elektr energiyasiga aylantirishga asoslangan. Bunday holda, oqim kuchi va tovushning tabiati bevosita bog'liqdir. Har qanday mikrofonning ichida metalldan yasalgan yupqa plastinka mavjud. Tovush ta'sirida u tebranish harakatlarini amalga oshira boshlaydi. Plastinka ulangan spiral ham tebranadi, natijada elektr toki paydo bo'ladi. Nega u paydo bo'ladi? Buning sababi, mikrofonda o'rnatilgan magnitlar ham mavjud. Spiral o'z qutblari orasida tebranganda, elektr toki hosil bo'ladi, u spiral bo'ylab, so'ngra ovoz ustuniga (karnay) yoki axborot tashuvchisida (kassetada, diskda, kompyuterda) yozib olish uskunasiga o'tadi. Aytgancha, telefondagi mikrofon ham xuddi shunday tuzilishga ega. Ammo mikrofonlar statsionar va mobil telefonlarda qanday ishlaydi? Dastlabki bosqich ular uchun bir xil - inson ovozining ovozi uning tebranishlarini mikrofon plitasiga uzatadi, keyin hamma narsa yuqorida tavsiflangan stsenariy bo'yicha amalga oshiriladi: spiral, harakatlanayotganda ikkita qutbni yopadi, oqim hosil bo'ladi. Keyingisi nima? Statsionar telefon bilan hamma narsa ko'proq yoki kamroq aniq - xuddi mikrofonda bo'lgani kabi, elektr tokiga aylantirilgan tovush simlar orqali o'tadi. Ammo uyali telefon yoki, masalan, telsiz haqida nima deyish mumkin? Bunday hollarda ovoz radioto'lqin energiyasiga aylanadi va sun'iy yo'ldoshga tushadi. Ana xolos.
Rezonans hodisasi
Ba'zida jismoniy tananing tebranishlari amplitudasi keskin oshib ketganda sharoitlar yaratiladi. Bu majburiy tebranishlar chastotasi va ob'ekt (tana) tebranishlarining tabiiy chastotasi qiymatlarining yaqinlashishi tufayli yuzaga keladi. Rezonans ham foydali, ham zararli bo'lishi mumkin. Masalan, mashinani teshikdan chiqarish uchun rezonans keltirib chiqarish va avtomobilga inertsiya berish uchun uni ishga tushiradi va oldinga va orqaga suriladi. Ammo rezonansning salbiy oqibatlari holatlari ham bo'lgan. Misol uchun, Sankt-Peterburgda, taxminan, yuz yil oldin, bir ovozdan ketayotgan askarlar ostida ko'prik qulab tushdi.
