Энэ нь хийн, шингэн, хатуу хэвлэл мэдээллийн хэрэгсэлд тохиолддог бөгөөд хүний \u200b\u200bсонсголын эрхтэнд хүрэх үед тэр үүнийг сонсдог гэж үздэг. Эдгээр долгионы давтамж нь секундэд 20-оос 20,000 хүртэл хэлбэлзэлтэй байдаг. Бид дууны долгионы томъёог өгч, түүний шинж чанарыг илүү нарийвчлан авч үзэх болно.

Яагаад дууны долгион гарч ирдэг вэ?

Олон хүмүүс дууны долгион гэж юу болохыг гайхдаг. Дууны мөн чанар нь уян харимхай орчинд гажуудал үүсэх явдал юм. Жишээлбэл, шахалтын хэлбэрээр тодорхой хэмжээний агаар дахь даралтын цооролт үүсдэг бол энэ бүс орон зайд тархах хандлагатай байдаг. Энэ процесс нь эх үүсвэртэй зэргэлдээ газарт агаарыг шахахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь мөн тэлэх хандлагатай байдаг. Энэ процесс нь хүлээн авагч, жишээлбэл, хүний \u200b\u200bчихэнд хүрэх хүртэл илүү их зай эзэлдэг.

Дууны долгионы ерөнхий шинж чанар

Дууны долгион гэж юу вэ, хүний \u200b\u200bчих үүнийг хэрхэн хүлээж авдаг вэ гэсэн асуултуудыг авч үзье. Дууны долгион нь уртраг хэлбэртэй байдаг бөгөөд энэ нь чихний дун руу орох үед тодорхой давтамж, далайц бүхий чихний чичиргээ үүсгэдэг. Та мөн эдгээр хэлбэлзлийг төлөөлж болно, мембрантай зэргэлдээх агаарын микрооволь дахь даралтын өөрчлөлт. Нэгдүгээрт, энэ нь атмосферийн ердийн даралттай харьцуулахад нэмэгдэж, дараа нь гармоник хөдөлгөөний математикийн хуулийг дагаж мөрдөж буурдаг. Агаарын шахалтын өөрчлөлтийн далайц, өөрөөр хэлбэл атмосферийн даралттай дууны долгионы бий болгосон хамгийн их ба хамгийн бага даралтын хоорондох ялгаа нь өөрөө дууны долгионы далайцтай пропорциональ байна.

Бие махбодийн олон туршилтаар хүний \u200b\u200bчих хамгийн их даралт нь 2800 мкН / см 2 байна. Харьцуулахын тулд дэлхийн гадаргуутай ойролцоо агаар мандлын даралт 10 сая мкН / см 2 байна гэж бид хэллээ. Даралт ба тербеллийн далайцын пропорциональ байдлыг харгалзан хамгийн сүүлийн долгион нь хамгийн хүчтэй долгионы хувьд ч ач холбогдолгүй гэж хэлж болно. Хэрэв бид дууны долгионы уртыг ярих юм бол секундэд 1000 чичирхийллийн давтамжийн хувьд энэ нь сантиметрээс мянга дахин их байх болно.

Хамгийн сул дуу чимээ нь 0.001 мкН / см 2 даралтын хэлбэлзлийг үүсгэдэг, 1000 Гц давтамжтай долгионы хэлбэлзлийн тохирох далайц 10 -9 см байдаг бол агаарын молекулуудын дундаж диаметр нь 10 -8 см байдаг, өөрөөр хэлбэл хүний \u200b\u200bчих нь хэт мэдрэмтгий эрхтэн юм.

Дууны долгионы эрчмийн тухай ойлголт

Геометрийн үүднээс авч үзвэл дууны долгион нь тодорхой хэлбэрийн чичиргээ юм, гэхдээ физикийн үүднээс авч үзвэл дууны долгионы гол шинж чанар нь тэдний энерги дамжуулах чадвар юм. Долгионоор энерги дамжуулах хамгийн чухал жишээ бол цацраг, цахилгаан соронзон долгион нь манай гаригийг бүхэлд нь энерги өгдөг нар юм.

Физик дэх дууны долгионы эрчмийг долгионы тархалттай перпендикуляр, цаг хугацааны нэгжээр дамжуулж долгионоор дамжуулж буй энергийн хэмжээг тодорхойлдог. Товчоор хэлбэл, долгионы эрч хүч нь түүний нэгж нэгжээр дамждаг хүч юм.

Дууны долгионы хүчийг ихэвчлэн логибарифмын хэмжээс дээр суурилсан децибелээр хэмждэг бөгөөд үр дүнг практик дүн шинжилгээ хийхэд тохиромжтой.

Төрөл бүрийн дуу чимээ

Дараах децибелийн масштаб нь өөр өөр утга учир, үүнтэй холбоотой мэдрэмжүүдийн талаархи ойлголтыг өгдөг.

• тааламжгүй, тав тухгүй мэдрэмжийн босго нь 120 децибелээс (дБ) эхэлдэг;
• зүүж буй алх нь 95 дБ дуу чимээ үүсгэдэг;
• өндөр хурдны галт тэрэг - 90 дБ;
• замын хөдөлгөөний ачаалал ихтэй гудамж - 70 дБ;
• хүмүүсийн хоорондох хэвийн ярианы хэмжээ - 65 дБ;
• дунд зэргийн хурдтайгаар хөдөлдөг орчин үеийн машин 50 дБ дуу чимээ гаргадаг;
• радиогийн дундаж хэмжээ - 40 дБ;
• чимээгүй яриа - 20 дБ;
• модны навчны чимээ - 10 дБ;
• хүний \u200b\u200bдууны мэдрэмжийн хамгийн бага босго нь 0 дБ-тэй ойролцоо байна.

Хүний чихний мэдрэмтгий чанар нь дууны давтамжаас хамаардаг бөгөөд 2000-3000 Гц давтамжтай дууны долгионы хамгийн их утга юм. Энэ давтамжийн хүрээний дууны хувьд хүний \u200b\u200bмэдрэмтгий байдлын доод түвшин 10 -5 дБ байна. Дээр дурдсан интервалаас өндөр ба доод давтамж нь мэдрэг байдлын доод түвшинг дээшлүүлэхэд хүргэдэг бөгөөд ингэснээр хүн 20 Гц ба 20,000 Гц хүртэлх давтамжийг хэдэн арван дБ-ийн давтамжтайгаар сонсдог.

Эрчимт байдлын дээд босголтын тухайд дуу авиа нь хүмүүст эвгүй байдалд хүргэж эхэлдэг тул тэр нь давтамжаас хамаардаггүй бөгөөд 110-130 дБ-ийн хооронд хэлбэлздэг гэж хэлэх хэрэгтэй.

Дууны долгионы геометрийн шинж чанар

Бодит дууны долгион бол энгийн гармоник чичиргээнд задарч болох уртасгасан долгионы нарийн төвөгтэй хэлбэлзлийн багц юм. Ийм чичиргээ бүрийг геометрийн үүднээс дараахь шинж чанаруудаар тодорхойлно.

1. Далайц - тэнцвэрээс долгионы хэсэг тус бүрийн хамгийн их хазайлт. Энэ утгын хувьд тэмдэглэгээ А.
2. Хугацаа. Энэ бол энгийн долгион нь бүрэн тербеллийг бий болгодог үе юм. Энэ хугацаа өнгөрсний дараа долгионы цэг бүр түүний тербеллийн процессыг давтаж эхэлдэг. Хугацааг ихэвчлэн Т үсгээр тэмдэглэж, SI системд хэдэн секундээр хэмждэг.
3. Давтамж. Энэ бол өгөгдсөн долгион нь нэг секундэд хичнээн чичиргээ үүсгэдэгийг харуулсан физик тоо юм. Энэ нь тухайн утгаараа тухайн үеийн урвуу юм. Энэ нь томилогдсон f. Дууны долгионы давтамжийн хувьд үүнийг үе үе тодорхойлох томъёо дараахь байна: f \u003d 1 / T.
4. Долгионы урт гэдэг нь нэг тербеллийн үеээр дамжин өнгөрөх зай юм. Геометрийн хувьд долгионы урт нь синусоидалтай муруй дээрх хамгийн ойрхон максима эсвэл ойролцоо хоёр минима хоёрын хоорондох зай юм. Дууны долгионы долгионы урт нь агаарыг шахах хамгийн ойр газар буюу долгион хөдөлж буй орон зайд ховор тохиолддог хамгийн ойр газруудын хоорондох зай юм. Энэ нь ихэвчлэн Грекийн λ үсгээр тэмдэглэгддэг.
5. Дууны долгионы тархах хурд нь нэгж хугацааны давтамжийг шахах бүс буюу ховор цацрагийн тархсан муж юм. Энэ утгыг v үсгээр тэмдэглэсэн болно. Дууны долгионы хурдны хувьд томъёо нь дараахь хэлбэртэй байна: v \u003d λ * f.

Цэвэр дууны долгион, өөрөөр хэлбэл тогтмол цэвэр байдлын долгионы геометр нь синусоид хуулийг дагаж мөрддөг. Ерөнхий тохиолдолд дууны долгионы томъёо нь дараахь хэлбэртэй байна: y \u003d A * sin (ωt), энд y нь долгионы өгөгдсөн цэгийн координат утга, t бол цаг хугацаа, ω \u003d 2 * pi * f нь эргэлтийн эргэлтийн давтамж юм.

Aperiodic дуу

Дууны олон эх үүсвэрийг үе үе гэж үздэг, жишээлбэл, гитар, төгөлдөр хуур, лимбэ зэрэг хөгжмийн зэмсэгээс сонсдог боловч байгальд олон тооны дуу авиаци байдаг, өөрөөр хэлбэл дууны чичиргээ нь орон зай дахь давтамж, хэлбэрээ өөрчилдөг. Техникийн хувьд энэ төрлийн дуу чимээг дуу чимээ гэж нэрлэдэг. Апериодик дууны тод жишээ бол хотын чимээ, далайн чимээ, цохилтот хэрэгслийн дуу, жишээлбэл, хүрд болон бусад.

Дууны долгион тархах орчин

Цахилгаан соронзон цацрагтай адил, түүнийг тараахад ямар нэгэн материаллаг орчин шаардлагагүй байдаг. Дууны мөн чанар нь түүний тархалтад тодорхой нэг орчин шаардлагатай байдаг, өөрөөр хэлбэл физикийн хуулиудын дагуу дууны долгион нь вакуум дотор тархаж чаддаггүй.

Дуу нь хий, шингэн, хатуу хэлбэрээр тархдаг. Дунд зэргээр тархаж буй дууны долгионы гол шинж чанарууд нь дараах байдалтай байна.

• долгион нь шугаман тархдаг;
• энэ нь нэгэн төрлийн орчинд бүх чиглэлд жигд тархдаг, өөрөөр хэлбэл дууны эх үүсвэрээс ялгарч, хамгийн тохиромжтой бөмбөрцөг гадаргуу үүсгэдэг.
• дууны далайц болон давтамжаас үл хамааран түүний давалгаа нь тухайн орчинд ижил хурдтайгаар тархдаг.

Төрөл бүрийн орчинд дууны долгионы хурд

Дууг тархах хурд нь хоёр үндсэн хүчин зүйлээс хамаарна: долгион хөдлөх орчин ба температур. Ерөнхийдөө дараах дүрмийг баримтална: дунд нягтрах тусам түүний температур өндөр байх тусам дуу нь илүү хурдан хөдөлдөг.

Жишээлбэл, дэлхийн гадаргуутай ойролцоо агаарт дууны долгион тархах хурд нь 20 ℃, 50% -ийн чийгшил нь 1235 км / цаг буюу 343 м / с байна. Усанд, тодорхой температурт дуу чимээ 4.5 дахин хурдан, өөрөөр хэлбэл 5735 км / цаг буюу 1600 м / с хурдтай хөдөлдөг. Агаар дахь агаарын температурын дууны хурдаас хамааралтай бол Цельсийн градус тус бүрт 0.6 м / с-ээр нэмэгддэг.

Тембр ба ая

Хэрэв та уян утас эсвэл металл хавтанг чөлөөтэй чичиргээлэх юм бол энэ нь өөр өөр давтамжтай дуу чимээ гаргах болно. Нэг тодорхой давтамжийн дуу гаргадаг биеийг олох нь маш ховор байдаг, ихэвчлэн объектын дуу нь тодорхой интервалд байдаг олон давтамжтай байдаг.

Дууны тембрийг энд байгаа гармоникуудын тоо, тэдгээрийн харгалзах эрчмээс тодорхойлно. Тембр бол субъектив хэмжигдэхүүн, өөрөөр хэлбэл энэ нь тодорхой хүн дуугарч буй объектын ойлголт юм. Тембрийг ихэвчлэн дараах нэр томъёогоор тодорхойлдог: өндөр, гялалзсан, аятайхан, аялгуу гэх мэт.

Ая нь дууны мэдрэмж бөгөөд үүнийг өндөр эсвэл нам гэж ангилах боломжийг олгодог. Энэ утга нь мөн субъектив бөгөөд ямар ч хэрэгслээр хэмжих боломжгүй. Ая нь объектив хэмжигдэхүүнтэй холбоотой байдаг - дууны долгионы давтамж, гэхдээ тэдгээрийн хооронд хоёрдмол утгагүй холбоо байхгүй. Жишээлбэл, тогтмол давтамжийн нэг давтамжийн дууны хувьд дуу нь нэмэгдэж буй давтамжтайгаар нэмэгддэг. Хэрэв дууны давтамж тогтмол хэвээр байвал түүний эрч хүч нэмэгдэх юм бол ая нь буурах болно.

Дууны эх үүсвэрийн хэлбэр

Механик чичиргээ хийж, улмаар долгион үүсгэдэг биеийн хэлбэрийн дагуу гурван үндсэн төрөл байдаг.

1. Цэгийн эх үүсвэр. Энэ нь эх үүсвэрээс холдох үед хурдан буурдаг бөмбөрцөг дууны долгионыг үүсгэдэг (хэрэв эх үүсвэрээс хоёр дахин хол байвал 6 дБ-ээр буурна).
2. Шугаман эх үүсвэр. Энэ нь цилиндр хэлбэртэй долгион үүсгэдэг бөгөөд түүний эрч хүч нь цэгийн эх үүсвэрээс арай удаан буурдаг (тус тусын эх үүсвэртэй харьцуулахад алсын зай нэмэгдэх тусам эрчмээ 3 дБ-ээр буурдаг).
3. Хавтгай эсвэл хоёр хэмжээст эх үүсвэр. Энэ нь зөвхөн тодорхой чиглэлд долгион үүсгэдэг. Ийм эх үүсвэрийн жишээ бол цилиндрт хөдөлдөг бүлүүр юм.

Цахим дууны эх үүсвэрүүд

Дууны долгион үүсгэхийн тулд электрон эх үүсвэрүүд нь цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдлийн улмаас механик чичиргээ хийдэг тусгай мембран (чанга яригч) ашигладаг. Эдгээр эх сурвалжууд нь дараахь зүйлийг агуулдаг.

• янз бүрийн дискний тоглуулагч (CD, DVD болон бусад);
• хуурцаг бичигч;
• радио;
• тВ болон бусад.

1. Дуу. Дууны талбайн үндсэн шинж чанарууд. Дууны тархалт

БОЛОН. Дууны долгионы параметрүүд

Уян харимхай хэсгүүдийн дууны чичиргээ нь нарийн төвөгтэй бөгөөд цаг хугацааны функцээр илэрхийлэгдэх боломжтой a \u003d a (t) (Зураг 3.1, ба).

3-р зураг.

1 Байна. Агаарын хэсгүүдийн чичиргээ.

Хамгийн энгийн процессыг синусоидоор дүрсэлсэн байдаг (Зураг 3).

1, б)

,

хаана байна хамгийн ихдээ - чичиргээний далайц;w \u003d 2 p f байна - өнцгийн давтамж; е - тербеллийн давтамж.

Далайцтай гармоник хэлбэлзэл хамгийн ихдээ ба давтамж е гэж нэрлэдэг ая.

Цогцолбор чичиргээ нь тодорхой хугацааны туршид үр дүнтэй утгатай байдаг

Синусоид процессын хувьд харилцаа

Өөр хэлбэртэй муруйн хувьд үр дүнтэй утгын харьцаа хамгийн ихдээ 0-ээс 1 хүртэл байна.

Осцилляторыг өдөөх аргаас хамааран дараахь зүйлүүд байдаг.

· хавтгай дууны долгион хавтгай сийрэгжүүлэх гадаргуугаар бүтээгдсэн;

· цилиндр хэлбэртэй дууны долгион, цилиндрийн хажуугийн гадаргуугийн цацраг туяагаар бүтээгдсэн;

· бөмбөрцөг хэлбэртэй дууны долгион , импульс бөмбөг гэх мэт тербеллийн цэгийн эх үүсвэрээр үүсгэгдсэн.

Дууны долгионыг тодорхойлдог үндсэн параметрүүд нь:

· дууны даралт p sv, Па;

· дууны эрчим Би, Вт / м 2.

· дууны долгионы урт би бол;

· долгион тархалтын хурд аас, м / с;

· тербеллийн давтамж еХц

Хэрэв чичиргээ тасралтгүй дунд өдөөгдөж байвал бүх чиглэлд хуваагдана. Үүний сайн жишээ бол усан дээрхи долгионы шилжилт юм. Энэ тохиолдолд механик чичиргээний тархалтын хурдыг ялгах хэрэгтэй. у (бидний тохиолдолд усны харагдахуйц хөндлөн чичиргээ) ба эвдрэлийн тархалтын хурд аас(урт хугацааны акустик чичиргээ).

Физикийн үүднээс авч үзвэл чичиргээний тархалт нь нэг молекулаас нөгөө рүү импульс шилжүүлэхээс бүрдэнэ. Уян харимхай молекулын холболтын ачаар тэдгээрийн хөдөлгөөн нь өмнөх үеийн хөдөлгөөнийг давтана. Импульсийн дамжуулалт нь тодорхой хугацаа шаардагддаг бөгөөд үүний үр дүнд ажиглалтын цэгүүд дэх молекулуудын хөдөлгөөн нь чичирхийллийн өдөөх бүсэд байрлах молекулуудын хөдөлгөөнтэй харьцангуй удаашралтай явагддаг. Ийнхүү тербеллүүд тодорхой хурдтайгаар тархдаг. Дууны долгионы тархалтын хурд ааснь хүрээлэн буй орчны физик шинж чанар юм.

Долгионы урт л дууны долгионоор дамжин өнгөрөх замын нэг урттай тэнцүү Т:

хаана байна аас - дууны хурд , Т \u003d1/ е.

Агаар дахь дууны чичиргээ нь түүний шахалт, ховор болоход хүргэдэг. Шахалтын бүсэд агаарын даралт нэмэгдэж, ховор тохиолддог бүс нутагт буурдаг.Эвдэрсэн орчинд байгаа даралтын хоорондох ялгаа p Яг одоо хуримаа хий, агаарын даралт p atm гэж нэрлэдэг дууны даралт (зураг 3.3). Акустикийн хувьд энэ параметр нь бусад бүх зүйлийг тодорхойлдог гол параметр юм.

p дуу \u003d p гэрлэсэн - p атм. (3.1)

Зураг.3.3. Дууны даралт

Дууг тарааж буй орчин өвөрмөц акустик дарангуйлал z A, энэ нь Па-т хэмжигддэг* с / м (эсвэл кг / (м 2) * c) бөгөөд дууны даралтын харьцаа юм p бөөмсийн чичирхийллийн хурдаар сонсогдоно у

z A \u003d p од / u \u003d байна р * с, (3.2)

хаана байна аас - дууны хурд , м;р - дунд зэргийн нягт, кг / м 3.

Өөр өөр утгатай z A өөр байдаг.

Дууны долгион нь хөдөлгөөнийхөө чиглэлд энерги зөөгч юм. Хөдөлгөөний чиглэлд перпендикуляр 1 м 2 хэмжээтэй огтлолоор нэг секундэд дууны долгионоор дамжуулж буй энергийн хэмжээг нэрлэнэ дууны эрчим . Дууны эрчмийг дууны даралтын хэмжээ нь тухайн төхөөрөмжийн акустик эсэргүүцэлтэй харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлогддог W / m 2:

Дууны эх үүсвэрээс хүчээр бөмбөрцөг долгионы хувьд В., Бөмбөрцөг радиусын гадаргуу дээр W дууны эрч хүч рнь тэнцүү

Би= В. / (4 pр 2),

жишээ нь эрчим бөмбөрцөг долгион дууны эх үүсвэрээс алсын хэмжээ нэмэгдэх тусам буурдаг. Хэзээ онгоцны долгион дууны эрч хүч нь зайнаас хамаарахгүй.

Зорилго

Дуу бичлэг хийх, хуулбарлах онолын үндэс суурь, дууны үндсэн шинж чанар, дууг хөрвүүлэх арга, дууг хөрвүүлэх, өсгөх төхөөрөмж ашиглах төхөөрөмж, онцлог зэргийг судалж, практик хэрэглээний ур чадвар эзэмших.

Онолын үндэс суурь

Дууны Хүний сонсголын анализатор дээр ажилладаг хий, шингэн эсвэл хатуу орчинд долгион хэлбэрээр тархаж уян харимхай хэсгүүдийн чичирхийллийн хөдөлгөөнийг нэрлэдэг. Дууны эх үүсвэр нь доргиж буй бие юм, жишээлбэл: мөр чичиргээ, сэрээ тохируулагч, чанга яригч конусын хөдөлгөөн гэх мэт.

Дууны долгион Дууны эх үүсвэрээс уян харимхай орчны чичиргээг чиглүүлэх үйл явцыг нэрлэдэг. Дууны долгион тархдаг орон зайг дууны талбар гэж нэрлэдэг. Дууны долгион нь шахалт болон гадагшлуулах ээлж юм. Шахалтын бүсэд агаарын даралт атмосферийн даралтаас давсан бол ховордлын бүсэд үүнээс бага байна. Агаар мандлын даралтын хувьсах хэсгийг дууны даралт гэж нэрлэдэг. R Байна. Дууны даралтыг хэмжих нэгж нь Паскал юм. Па) (Па \u003d N / м 2)Байна. Синусоид хэлбэртэй чичиргээг (1-р зураг) гармоник гэж нэрлэдэг. Хэрэв дуу ялгаруулж буй бие нь синусоид хуульд заасны дагуу чичирхийлдэг бол синусоид хуулийн дагуу дууны даралт мөн өөрчлөгдөнө. Аливаа нарийн төвөгтэй тербеллийг энгийн гармоник хэлбэлзлийн нийлбэрээр илэрхийлэх боломжтой гэдэг нь мэдэгдэж байна. Эдгээр гармоник хэлбэлзлийн хэлбэлзэл ба давтамжийн багцыг тус тусад нь гэж нэрлэдэг далайцын спектр ба давтамжийн спектр.

Дууны долгион дахь агаарын тоосонцорыг шилжүүлэх хөдөлгөөн нь хэд хэдэн параметрээр тодорхойлогддог.

Савлуурын үе(T) нь хамгийн бага хугацаа бөгөөд түүний дараа тербеллийн хөдөлгөөнийг тодорхойлсон бүх физик хэмжигдэхүүний утгууд давтагдах бөгөөд энэ хугацаанд нэг бүрэн хэлбэлзэл явагдана. Тербеллийн хугацааг секундээр хэмждэг ( аас).

Тербеллийн давтамж (е) , нэгж дэх нийт чичиргээний тоо.

хаана: е - тербеллийн давтамж; Т - хэлбэлзлийн үе.

Давтамжийн нэгж - герц ( Хц) - секундэд нэг бүтэн дүүжин (1 кГц байна = 1000 Хц).

Зураг. 1. Энгийн гармоник хэлбэлзэл:
А нь тербеллийн далайц, T бол тербеллийн үе юм

Долгионы урт (λ ), нэг тойргийн хэлбэлзэлтэй тохирох зай. Долгионы уртыг метрээр хэмждэг ( м) Хөдөлгөөний долгионы урт ба давтамж нь харьцаатай холбоотой байна.

хаана байна аас - дууны тархалтын хурд.

Чичиргээний далайц (Ба) , амрах төлөвөөс хамгийн их хазайлт.

Ослын үе шат.

Урт нь А ба points цэгүүдийн хоорондох зайтай тэнцүү тойргийг төсөөлөөрэй (Зураг 2) эсвэл тодорхой давтамжтайгаар долгионы уртыг авна. Энэ тойрог "эргэлддэг" үед түүний синусоид тус бүрт байрлах радиаль шугам нь эхлэлийн цэгээс тодорхой өнцгийн зайтай байх бөгөөд ийм цэг бүрт фазын утга болно. Фазыг градусаар хэмждэг.

Гадаргуутай мөргөлдөх үед дууны долгион энэ гадаргуу дээр унахтай ижил өнцгөөр хэсэгчлэн тусгагддаг бөгөөд түүний үе шат өөрчлөгддөггүй. Инжирд. 3 нь тусгасан долгионуудын фазын хамаарлыг харуулав.

Зураг. 2. Синус долгион: далайц ба фаз.
Хэрэв тойрог нь тодорхой давтамжтай (А-аас Е хүртэлх зай) долгионы урттай тэнцүү бол та эргэх үед энэ тойргийн радиаль шугам нь тодорхой цэг дэх синусоид фазын утгатай харгалзах өнцгийг харуулна.

Зураг. 3. Тусгал долгионы фазын хамаарал.
Дууны эх үүсвэрээс ижил фазаар ялгардаг өөр өөр давтамжийн дууны долгионууд ижил зайг дамжуулж, өөр фазтай гадаргуу дээр хүрнэ

Дууны долгион нь урт нь саадны хэмжээнээс их байвал саад бэрхшээлийг давж чаддаг. Энэ үзэгдлийг нэрлэдэг дифракциБайна. Дифракци нь өндөр долгионы урттай бага давтамжтай тербеллүүдэд онцгой ажиглагддаг.

Хэрэв хоёр дууны долгион ижил давтамжтай бол хоорондоо харилцан үйлчилнэ. Харилцааны үйл явцыг хөндлөнгийн оролцоо гэж нэрлэдэг. Фазын (фазтай давхцаж байгаа) тербеллийн харилцан үйлчлэлд дууны долгионы олшруулалт үүсдэг. Антифазын шилжилтийн харилцан үйлчлэлийн үед үүссэн дууны долгион сулардаг (Зураг 4). Давтамж нь бие биенээсээ эрс ялгаатай дууны долгион нь бие биентэйгээ харьцдаггүй.

Зураг. 4. үе шат (а) ба антифаз (b) дахь тербеллийн харилцан үйлчлэл:
1, 2 - харилцан үйлчлэх чичиргээ, 3 - үр дүнд үүссэн чичиргээ

Дууны чичиргээг буулгаж, унтрааж болно. Живсэн тербеллийн далайц аажмаар буурдаг. Чичирхийлсэн хэлбэлзлийн жишээ бол мөр нэг удаа өдөөгдөх эсвэл гонг цохих үед гарч ирдэг дуу юм. Мөрний чичиргээг сулруулж байгаа шалтгаан нь утааны эсрэг агаарын үрэлт, мөн чичиргээний хэлхээний хэсгүүдийн хоорондох үрэлт юм. Үрэлтийн алдагдлыг гаднаас орж ирсэн энергийн урсгалаар нөхөж чадвал тогтвортой тербеллүүд байж болно. Гэрлээгүй чичиргээний жишээ бол сургуулийн хонхны каликийн чичиргээ юм. Асаах товчлуур дарагдсан үед дуудлаганд дуугүй чичиргээ байдаг. Хонхонд эрчим хүч нийлүүлэх ажил зогссоны дараа сийрэгжилт нь дуусна.

Өрөөнөөс эх үүсвэрээс тархаж буй дууны долгион нь энерги дамжуулдаг, энэ өрөөний хилийн гадаргуу хүрэх хүртлээ өргөждөг: хана, шал, тааз гэх мэт. Дууны долгион тархах нь тэдгээрийн эрчмийг бууруулахад дагалддаг. Энэ нь агаарын тоосонцор хоорондын үрэлтийг даван туулахын тулд дууны энерги алдаж байгаатай холбоотой юм. Нэмж дурдахад, эх үүсвэрээс бүх чиглэлд тархаж, долгион нь улам бүр нэмэгдэж буй орон зайг хамардаг бөгөөд энэ нь нэгж талбайн дууны энергийн хэмжээ буурахад хүргэдэг бөгөөд бөмбөрцөг эх үүсвэрээс алслагдсан зай хоёр дахин нэмэгдэх тусам агаарын бөөмийн чичиргээний хүч 6 дБ-ээр буурдаг (хүч 4 дахин их). (зураг 5).

Зураг. 5. Бөмбөрцөг хэлбэртэй дууны долгионы энерги нь тогтмол нэмэгдэж буй долгионы талбайд тархдаг тул дууны даралт нь эх үүсвэрээс алслагдсан зай тус бүр 6 дБ алддаг.

Дууны долгионы энерги болох түүний замд саад бэрхшээл тулгардаг дамжуулж байна хэсэг, хана нэвтэлж байдаг шингээсэн хана болон хэсэг дотор тусгасан өрөөнд буцаж орно. Туссан, шингээсэн дууны долгионы энерги нь тохиолдлын дууны долгионы энергитэй тэнцүү байна. Янз бүрийн түвшинд, бүх гурван төрлийн дууны энергийн хуваарилалт бараг бүх тохиолдолд байдаг
(зураг 6).

Зураг. 6. Дууны энергийг тусгах, шингээх

Туссан дууны долгион нь энергийн нэг хэсгийг алдаж чиглэлээ өөрчилж, өрөөний бусад гадаргуу дээр хүрэх хүртэл тархах бөгөөд энерги өөр хэсгийг алдах гэх мэт. Энэ нь дууны долгионы энерги дуусах хүртэл үргэлжлэх болно.

Дууны долгионы тусгал нь геометрийн оптикийн хуулиудын дагуу явагддаг. Өндөр нягтралтай (бетон, металл гэх мэт) бодисын дууг сайн тусгаж ав. Дууны долгионыг шингээх нь хэд хэдэн шалтгааны улмаас үүсдэг. Дууны долгион нь энергиэ өөрөө саадны чичиргээ болон саадны гадаргуугийн давхаргын нүх сүв дэх агаарын чичиргээнд зарцуулдаг. Үүний дагуу сүвэрхэг материал (эсгий, хөөс гэх мэт) дууг хүчтэй шингээдэг. Үзэгчидээр дүүрсэн өрөөнд дуу шингээх чадвар нь хоосон байгаагаас хамаагүй их байдаг. Дууг бодисын тусгал, шингээх зэрэг нь тусгал, шингээлтийн коэффициентээр тодорхойлогддог. Эдгээр коэффициент нь тэгээс нэг хүртэл хэлбэлзэж болно. Эв нэгдлийн коэффициент нь дууны төгс тусгал эсвэл шингээлтийг илтгэнэ.

Хэрэв дууны эх үүсвэр өрөөнд байгаа бол шууд чиглүүлээд зогсохгүй янз бүрийн гадаргуугаас тусгагдсан дууны энерги нь сонсогчдод ирдэг. Өрөөн доторх дууны хэмжээ нь дууны эх үүсвэрийн хүч, дуу шингээх материалын хэмжээ зэргээс хамаарна. Илүү их дуу шингээх материалыг өрөөнд байрлуулах тусам дууны хэмжээ бага байх болно.

Дууны энергийг янз бүрийн гадаргуугаас тусгасны улмаас дууны эх үүсвэрийг хэсэг хугацаанд унтраасны дараа дуут талбар бий болно. Дууг хаасны дараа хаалттай орон зайд аажмаар буурах үйл явцыг нэрлэдэг зэвүүн. Уран бүтээлийн үргэлжлэх хугацаа нь гэгддэг зүйлээр тодорхойлогддог сэргээн босголтын цаг, ж.нь. дууны эрчмийг 10 6 дахин бууруулж, түүний түвшинг 60 дБ-ээр бууруулж байх хугацаа . Жишээлбэл, концертын танхим дахь найрал хөгжимийн чимээ ойролцоогоор 40 дБ-ийн дуу чимээтэй 100 дБ-ийн түвшинд хүрвэл, уг оркестрийн дуу чимээ ойролцоогоор 60 дБ буурахад дуу чимээ алга болно. Гэрийн цаг хугацаа бол өрөөний акустик чанарыг тодорхойлдог хамгийн чухал хүчин зүйл юм. Энэ нь илүү их байх тусам өрөөний эзэлхүүн ихсэж, хязгаарлагдмал гадаргуу дээр шингээлт бага байдаг.

Уран бүтээлийн цаг хугацаа нь ярианы мэдрэмж, хөгжмийн чанарт нөлөөлдөг. Хэрэв reververation хугацаа хэт урт байвал яриа нь хууль бус болно. Уран бүтээлийн цаг хугацаа бага байх тусам яриа нь ойлгомжтой боловч хөгжмийн чимээ нь байгалиас заяасан шинж чанартай болдог. Өрөөний хэмжээнээс хамааран хамгийн оновчтой хувиргах хугацаа нь 1-2 сек байна.

Дууны үндсэн шинж чанарууд.

Дууны хурд агаарт 0 хэмд 332.5 м / с байна. Өрөөний температурт (20 ° C) дууны хурд ойролцоогоор 340 м / с байна. Дууны хурдыг "тэмдгээр тэмдэглэв аас ».

Давтамж.Хүний сонсголын анализаторын ойлгосон дуу чимээ нь олон тооны дууны давтамжийг үүсгэдэг. Энэ хязгаарлалт нь 16-аас 20,000 Гц давтамжаар хязгаарлагддаг гэж ерөнхийдөө хүлээн зөвшөөрдөг. Эдгээр хил хязгаар нь маш дур зоргоороо байдаг бөгөөд энэ нь хүмүүсийн сонсголын бие даасан шинж чанар, сонсголын анализаторын мэдрэмж, насжилттай холбоотой өөрчлөлтүүд, сонсголын мэдрэмжийг бүртгэх аргачлалтай холбоотой байдаг. Хүн 1 кГц давтамжтайгаар 0.3% -ийн давтамжийн өөрчлөлтийг ялгаж чаддаг.

Дууны тухай физик ойлголт нь дуут болон сонсогдохгүй чичиргээний давтамжийг хамардаг. 16 Гц-ээс бага давтамжтай дууны долгионыг ердийн инфраунд, 20 кГц-ээс дээш - хэт авиан гэж нэрлэдэг . Доороос доош хэлбэлзэх долгионы давтамжийн хязгаар бараг хязгааргүй байдаг - байгальд Гц-ийн аравны нэг, зууны давтамж бүхий хэт авианы чичиргээ байдаг. .

Дууны хүрээ нь нөхцөлт байдлаар хэд хэдэн нарийн хүрээнд хуваагддаг (Хүснэгт 1).

Хүснэгт 1

Аудио давтамжийн хүрээ нь ихэвчлэн дэд зурвасын хэсэгт хуваагддаг

Дууны эрч хүч(Вт / м 2) нь долгионы тархалтын чиглэлд перпендикуляр байх гадаргуугийн талбайн нэгжээр дамжин өнгөрч буй долгионы энергийн хэмжээг тодорхойлно. Хүний чих дуу чимээг маш өргөн хүрээтэйгээр мэдэрдэг: хамгийн сул сонсогдож буй дуунаас эхлээд хамгийн чанга хүртэл, жишээлбэл, тийрэлтэт онгоцны хөдөлгүүрээр бүтээгддэг.

Сонсголын мэдрэмжийн хамгийн бага дууны хурдыг сонсголын мэдрэмжийн босго гэж нэрлэдэг. Энэ нь дууны давтамжаас хамаарна (Зураг 7). Хүний чих нь 1-ээс 5 кГц давтамжийн давтамжтай дуу чимээг хамгийн их мэдрэмтгий болгодог бөгөөд эндээс сонсголын мэдрэхүйн түвшин 10 -12 Вт / м 2-ийн хамгийн бага утгатай байдаг. Энэ утгыг тэгш байдлын түвшинд авна. Дуу чимээ болон бусад дуут өдөөлтийн нөлөөн дор өгөгдсөн дууны сонсголын босгыг нэмэгдүүлдэг (Дууг масклах нь физиологийн үзэгдэл юм. Өөр өөр хэмжээтэй хоёр буюу түүнээс дээш дуу чимээ нэгэн зэрэг сонсогдвол нам гүм дуу чимээ сонсогдохоо больж, нэмэгдсэн утга нь хэсэг хугацааны дараа хадгалагдана. хөндлөнгөөс нөлөөлөх хүчин зүйлийг зогсоох, дараа нь аажмаар анхны түвшинд буцаж ирнэ. Өөр өөр хүмүүс, ижил хүмүүст өөр өөр цаг үед сонсголын босго нь нас, физиологийн байдал, фитнес зэргээс хамаарч өөр өөр байж болно.

Зураг. 7. Сонсголын стандарт босго давтамжийн хамаарал
синус давалгаа

Өндөр эрчимтэй сонсогдож байгаа нь чихэнд хүчтэй өвдөлт мэдрэгддэг. Чихэнд өвдөлт намдаах мэдрэмжийн хамгийн бага хэлбэлзлийг (~ 10 Вт / м 2) өвдөлтийн босго гэж нэрлэдэг. Сонсголын мэдрэмжийн босгын нэгэн адил өвдөлтийн босго нь дууны чичиргээний давтамжаас хамаардаг. Өвдөлтийн босго ойртох тусам сонсгол нь хортой нөлөө үзүүлдэг.

Хэрэв дууны эрчмийг сонсголын босго болон өвдөлтийн босго хоёрын хооронд хэлбэлзвэл ердийн мэдрэхүй боломжтой.

Дууг түвшний дагуу үнэлэхэд тохиромжтой. ( Л.) томъёогоор тооцоолсон эрчим (дууны даралт):

хаана байна J 0 - сонсголын мэдрэмжийн босгыг Ж -дууны эрч хүч (хүснэгт. 2).

хүснэгт 2

Сонсголын мэдрэмжийн босго хэмжээтэй харьцуулахад дууны шинж чанар ба түүний үнэлгээ

Дууны шинж чанар	Эрчимт байдал (Вт / м 2)	Сонсголын мэдрэмжийн босго (dB) -тэй харьцуулахад эрчим
Сонсголын босго	10 -12
Стетоскопоор дамждаг зүрхний чимээ	10 -11
Гэж шивнэх	10 -10 –10 -9	20–30
Яриа нь тайван ярианд сонсогддог	10 -7 –10 -6	50–60
Хөдөлгөөний дуу чимээ	10 -5 –10 -4	70–80
Рок концертоор үүссэн чимээ	10 -3 –10 -2	90–100
Ажиллаж байгаа онгоцны хөдөлгүүрийн ойролцоо дуу чимээ гарна	0,1–1,0	110–120
Өвдөлтийн босго

Бидний сонсголын аппарат нь асар том динамик хүрээг мэдрэх чадвартай байдаг. Чихнээс сонсогддог чимээгүй чимээгээс үүдэлтэй агаарын даралтын өөрчлөлт нь 2х10 -5 Па орчим байдаг. Үүний зэрэгцээ, чихнийхээ өвдөлтийн босго түвшинд хүрсэн дууны даралт 20 Па байдаг. Үүний үр дүнд бидний сонсголын аппарат сонсож болох хамгийн намуухан, чанга дууны хоорондох харьцаа 1: 1,000,000 байна. Ийм янз бүрийн түвшний дохиог шугаман масштабаар хэмжих нь тохиромжгүй юм.

Ийм өргөн динамик хүрээг шахахын тулд “бэл” гэсэн ойлголтыг нэвтрүүлсэн. Бел нь хоёр градусын харьцаатай энгийн логарифм юм; децибел нь бэлхүүсний аравны нэгтэй тэнцдэг.

Акустик даралтыг децибелээр илэрхийлэхийн тулд даралтыг (Паскалуудад) квадрат болгон хувааж, лавлагаа даралтын квадрат болгон хуваах шаардлагатай. Тохиромжтой болгохын тулд хоёр даралтын квадратыг логарифмын гадна гүйцэтгэдэг (энэ нь логарифмын шинж чанар юм).

Акустик даралтыг децибел болгон хувиргахын тулд томъёог ашиглана.

хаана: P нь бидний сонирхлыг татах акустик даралт юм; P 0 - анхны даралт.

2х10 -5 Па-г лавлагаа даралт гэж үзвэл децибелээр илэрхийлсэн дууны даралтыг дууны даралтын түвшин (SPL - англи хэлний дууны даралтын түвшингээс) гэж нэрлэдэг. Тиймээс дууны даралт 3-тай тэнцэнэ Пань дууны даралтын түвшин 103.5 дБ-тэй тэнцүү, тиймээс:

Дээр дурдсан акустик динамик хүрээг дуу чимээний даралтын түвшинг дараах байдлаар децибелээр илэрхийлж болно: хамгийн намуухан дууны хувьд 0 дБ, өвдөлтийн босго түвшинд 120 дБ, хамгийн чанга сонсогдоход 180 дБ хүртэл. 140 дБ үед хүчтэй өвдөлт мэдрэгддэг, 150 дБ үед чихний гэмтэл гарч ирдэг.

Дууны хэмжээ өгөгдсөн дууны сонсголын мэдрэмжийг тодорхойлдог утга. Дууны дууны нарийн төвөгтэй байдал нь үүнээс хамаарна дууны даралт (эсвэл дууны эрчим), давтамж ба долгион хэлбэр. Тогтмол давтамж, тойрог хэлбэртэй байх тусам дууны даралт нэмэгдэх тусам дууны хэмжээ нэмэгддэг (Зураг 8). Өгөгдсөн давтамжийн дууны хэмжээг 1000 Гц давтамжтай энгийн аяны хэмжээтэй харьцуулж үнэлнэ. Хэмжээтэй дуу чимээ шиг чанга (чихээр) сонсогдох 1000 Гц давтамжтай цэвэр аяны дууны даралтыг (dB) дууны түвшинг (дууны түвшин) гэж нэрлэдэг. арын дэвсгэр) (Зураг 8).

Зураг. 8. Чанга чанга муруй - дууны даралтын түвшин (дБ-д) нь тодорхой эзлэхүүн дэх (арын хэсэгт) давтамжаас хамаарна.

Дууны спектр.

Сонсголын эрхтнүүдийн дууны мэдрэмжийн шинж чанар нь түүний давтамжийн спектрээс хамаардаг.

Дуу чимээ нь тасралтгүй спектртэй байдаг. тэдгээрийн дотор байрлах энгийн синусоидалгүй тербеллийн давтамж нь тодорхой интервалыг бүрэн дүүргэдэг тасралтгүй утгыг үүсгэдэг.

Хөгжмийн (тональ) дуу нь шугаман спектрийн давтамжтай байдаг. Тэдний энгийн гармоник хэлбэлзлийн давтамж нь тодорхой тооны утгыг үүсгэдэг.

Гармоник тербеллийг дуу авиа (энгийн ая) гэж нэрлэдэг. Дуу чимээ нь давтамжаас хамаарна: давтамж өндөр байх тусам ая нь илүү өндөр болно. Тунгалаг мэдрэмж нь түүний давтамжаар тодорхойлогддог. 16-оос 20,000 Гц-ийн дууны чичирхийллийн давтамжийн жигд өөрчлөлтийг эхлээд бага давтамжтай дуу чимээ, дараа нь шүгэл аажмаар аажмаар хувирдаг гэж үздэг.

Нарийн төвөгтэй хөгжмийн аяны үндсэн өнгө нь түүний спектр дэх хамгийн бага давтамжтай тохирох аялгуу юм. Спектрийн үлдсэн давтамжтай тохирох аялгууг overtones гэж нэрлэдэг. Хэрэв overtonton-ийн давтамж нь фоны давтамжийн ф о давтамжаас олон дахин давтагдах юм бол overtones-ийг гармоник гэж нэрлэдэг ба фоны давтамжийг эхний гармоник гэж нэрлэдэг бол дараагийн хамгийн өндөр давтамжтай 2f о - хоёр дахь гармоник гэх мэт.

Ижил суурь ая бүхий хөгжимийн дуу нь тембрид өөр өөр байж болно. Тембрийг overtones-ийн найрлага, тэдгээрийн давтамж ба далайц, түүнчлэн дууны эхэн дэх далайц нэмэгдэх шинж чанар, дууны төгсгөлд буурах шинж чанараар тодорхойлно.

Үүнтэй адил мэдээлэл.

2.2 Дууны долгион ба тэдгээрийн шинж чанарууд

Дуу бол уян хатан орчинд тархдаг механик чичиргээ юм: агаар, ус, хатуу гэх мэт.

Хүний уян чичиргээг мэдрэх, тэдгээрийг сонсох чадвар нь дууны сургаалын нэр - акустик дээр тусгагдсан байдаг.

Ерөнхийдөө хүний \u200b\u200bчих 16 минутын турш бага, гэхдээ 20,000 Гц-ээс дээш давтамжтай механик чичиргээний үед чихний чимээ сонсогддог. Бага ба түүнээс дээш давтамжтай хэлбэлзэл нь хүний \u200b\u200bчихэнд сонсогддоггүй.

Агаар нь дууны дамжуулагч гэдгийг 1660 онд Роберт Бойль туршлагаас нотолжээ. Хэрэв цахилгаан хонх гэх мэт дуут биеийг агаарын шахуургын хонхны дор байрлуулсан бол доороос нь агаар гаргаж ирвэл дуу нь суларч эцэст нь зогсох болно.

Чичиргээний үед бие нь түүний гадаргуутай зэргэлдээх агаарын давхаргыг ээлжлэн шахаж, эсвэл эсрэгээр энэ давхаргад вакуум үүсгэдэг. Ийнхүү агаарт дуу чимээ тархах нь тербелсэн биеийн гадаргуу дээрх агаарын нягтын хэлбэлзлээс эхэлдэг.

Цаг хугацаа өнгөрөх тусам орон зайд тербеллийг тархах үйл явцыг долгион гэж нэрлэдэг. Долгионы урт нь тухайн муж дахь хамгийн ойрхон хоёр ширхэгийн хэсгүүдийн хоорондох зай юм.

Долгионы урттай түүний тоосонцорыг шилжүүлэх үе дэх харьцаатай тэнцүү физик хэмжигдэхүүнийг долгионы хурд гэж нэрлэдэг.

Долгионыг өдөөж буй орчны хэсгүүдийн чичиргээ. Тиймээс тэдгээрийн үе нь эмгэг төрүүлэгч долгионы тербелэлтийн үетэй тэнцүү байна. Гэсэн хэдий ч янз бүрийн орчинд долгион тархах хурд өөр өөр байдаг.

Дуу нь өөр. Бид шүгэл, хүрдний өнхрөл, эр хүний \u200b\u200bхоолой (басс) -ыг эмэгтэй хүн (сопрано) хооронд амархан ялгаж үздэг.

Зарим дууг намуухан гэж ярьдаг бол заримыг нь өндөр хурц чимээ гэж нэрлэдэг. Чих нь хоорондоо амархан ялгардаг. Том хүрдний бүтээсэн дуу нь намуухан, шүгэл нь өндөр аялгууны чимээ юм.

Энгийн хэмжилт (чичиргээг арчих) нь бага аялгуу нь дууны долгион дахь бага давтамжтай чичиргээ юм. Өндөр хоолойтой дуу нь өндөр тербеллийн давтамжтай таарч байна. Дууны долгионы хэлбэлзлийн давтамж нь дууны аялгууг тодорхойлдог.

Цэвэр аялгуу гэж нэрлэгддэг нэг давтамжийг ялгаруулдаг дууны тусгай эх үүсвэрүүд байдаг. Эдгээр нь янз бүрийн хэмжээтэй тааруулагч сэрээ юм - энгийн төхөөрөмжүүд нь хөл дээр муруй металл саваа юм. Тохируулах сэрээ нь том байх тусам цохиход гарах дуу чимээ бага байх болно.

Хэрэв та янз бүрийн хэмжээтэй хэд хэдэн тохируулгын сэрээ авбал давирхайг нэмэгдүүлэхийн тулд тэдгээрийг чихээр нь зохион байгуулах нь хэцүү биш болно. Тиймээс тэдгээр нь хэмжээгээрээ байрлах болно: хамгийн том тааруулах сэрээ нь дуу багатай, хамгийн жижиг нь - хамгийн өндөр нь өгдөг.

Бүр нэг ая нь өөр өөр хэмжээтэй байж болно. Дууны хэмжээ нь эх үүсвэр болон долгион дахь тербеллийн энергитэй холбоотой. Осцилляцийн энергийг тербеллийн далайцаар тодорхойлно. Тиймээс эзэлхүүн нь тербеллийн далайгаас хамаарна.

Дууны долгионы тархалт тэр дороо гардаггүй гэдгийг хамгийн энгийн ажиглалтаас харж болно. Хэрэв холын зайнд аянга цахилгаан, цохилт, дэлбэрэлт, уурын зүтгүүрийн шүгэл, сүх цохих гэх мэт зүйлс байвал эхлээд эдгээр бүх үзэгдлүүд харагдах бөгөөд хэсэг хугацааны дараа дуу чимээ сонсогдоно.

Аливаа долгионы нэгэн адил дууны долгион нь түүний доторх тербеллийг тархах хурдаар тодорхойлогддог.

Дууны хурд янз бүрийн орчинд харилцан адилгүй байдаг. Жишээлбэл, устөрөгчийн хувьд ямар ч урттай дууны долгионы тархалтын хурд 1284 м / с, резинээр - 1800 м / с, төмрийн хувьд 5850 м / с байна.

Одоо акустик нь физикийн нэг салбар болох уян чичирхийллийн өргөн хүрээг авч үздэг - хамгийн бага түвшингээс хамгийн өндөр хүртэл, 1012 - 1013 Гц хүртэл. Хүний сонсдоггүй 16 Гц-ээс бага давтамжтай дууны долгионыг хэт авианы, 20,000 Гц-ээс 109 Гц давтамжтай дууны долгионыг хэт авиан гэж нэрлэдэг бөгөөд 109 Гц-ээс дээш давтамжтай чичиргээг гиперсунд гэж нэрлэдэг.

Эдгээр сонсогдоогүй дуу чимээ нь олон хэрэглээг олсон.

Хэт авиа ба хэт улаан туяанууд нь амьд ертөнцөд маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Тиймээс, жишээлбэл, загас болон бусад далайн амьтад шуурганы долгионоор үүсгэгдсэн хэт улаан туяаны долгионыг мэдрэмтгий байдлаар барьж авдаг. Тиймээс, тэд урьд өмнө шуурга эсвэл циклон ойртохыг мэдэрч, илүү аюулгүй газар руу хөвдөг. Инфрасаунд бол ой, тэнгис, агаар мандлын дуу чимээний бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

Загас хөдлөхөд уян хатан хэт авианы чичиргээ бий болж, усанд тархдаг. Эдгээр хэлбэлзэл нь олон километрийн туршид акулыг мэдэрч, олз руу чиглэдэг.

Хэт авиа нь нохой, муур, далайн гахай, шоргоолж, сарьсан багваахай гэх мэт амьтдыг ялган таньж, мэдрэх боломжтой. Сарьсан багваахай нь нислэгийн үеэр богино өндөр дуу чимээ гаргадаг. Нислэгийн үеэр тэд зам дээр тааралдсан объектуудаас эдгээр дууны тусгалыг удирддаг; жижиг шавьжнаасаа л цуурай авч удирддаг. Муур, нохой маш их шүгэл сонсогддог (хэт авиан).

Цуурай гэдэг нь саад бэрхшээлээс тусгасан долгион бөгөөд ажиглагчийн хүлээж авдаг давалгаа юм. Дууны цуурай нь анхдагч дохиололоос тусдаа чихээр мэдрэгддэг. Янз бүрийн обьектуудын хоорондох зайг тодорхойлох, тэдгээрийн байршлыг тогтоох арга нь цуурайтах үзэгдэл дээр суурилдаг. Дууны дохиог зарим дууны эх үүсвэрээр цацаж, түүний ялгарах момент бүртгэгдсэн гэж үзье. Дуу чимээ нь саад тотгортой тулгарч, түүнийг эргүүлэн эргүүлж, дуу авагч хүлээн авав. Хэрэв нэгэн зэрэг ялгаралт ба хүлээн авах мөчүүдийн хоорондын хугацааг хэмжсэн бол саад тотгор хүртэлх зайг олоход хялбар болно. Хэмжсэн цаг хугацааны туршид дуу нь 2s зайтай байсан бөгөөд s нь саад тотгор хүртэлх зай, 2s нь дууны эх үүсвэрээс саад болж дуу авиа хүлээн авагч хүртэлх зай юм.

Энэ томъёог ашигласнаар та дохионы цацруулагч хүртэлх зайг олох боломжтой. Гэхдээ та дохио нь эх сурвалжаас аль чиглэлд нийцсэнийг, хаана байрлаж байгааг мэдэх хэрэгтэй. Энэ хооронд дуу чимээ бүх чиглэлд тархаж, тусгасан дохио өөр өөр чиглэлд ирж болно. Энэ хүндрэлээс зайлсхийхийн тулд тэд ердийн дуу чимээг ашигладаггүй, гэхдээ хэт авиан юм.

Хэт авианы долгионы гол онцлог нь тэдгээрийг чиглүүлж, эх үүсвэрээс тодорхой чиглэлд тархаж чаддаг явдал юм. Үүний ачаар хэт авиан тусгалаар та зөвхөн зайг олох төдийгүй тэдгээрийг тусгасан объект хаана байрлаж байгааг олж мэдэх боломжтой юм. Тиймээс та, жишээлбэл, хөлөг онгоцны доорх далайн гүнийг хэмжиж болно.

Дууны түгжигч нь хоосон, хагарал, гадны биет гэх мэт бүтээгдэхүүний янз бүрийн гэмтэл, эмгэгийг илрүүлэх, тогтоох боломжийг олгодог. Анагаах ухаанд хэт авиан ашиглан өвчтөний биед янз бүрийн хэвийн бус байдлыг илрүүлэх - хавдар, эрхтэн эсвэл тэдгээрийн хэсгүүдийн гажуудал гэх мэт. Хэт авианы долгионы урт нь богино байх тусам илрүүлсэн хэсгүүдийн хэмжээ бага байх болно. Хэт авиан нь мөн тодорхой өвчнийг эмчлэхэд ашигладаг.

Далайн акустик

Хоёрдахь, бага мэдэгдэж буй дархан, далайн усны хөдөлгөөний хэлбэр нь дотоод давалгаа юм. Хэдийгээр эдгээр нь далайд удаан хугацаагаар нээгдсэн боловч XIX, XX зууны эхээр. (Нанссений "Фрам" экспедиц ба далайчдын ажигыг тайлбарласан Экманын ажил). ...

Далайн акустик

Одоо гадаргуугийн долгион, далайн давалгааны тухай. Магадгүй далайд ийм их алдартай болсон өөр үзэгдэл байдаггүй байх. Эртний далайчин, гүн ухаантнуудаас эхлээд манай үеийн зураач, яруу найрагч, өвөө өвөө хүртэл ...

Де Броули долгион ба тэдгээрийн физик тайлбар

Бүх тохиолдолд фазын болон бүлгийн хурд байх болно. Де Бройллигийн долгионы тархалтын хурдыг тооцоолъё. (6) Учир нь де Бройль долгионы фазын хурд нь хөндий дэх гэрлийн хурдаас их байна ...

Дууны долгионы судалгаа

Дуу нь зөвхөн ямар ч уян хатан орчин байгаа үед сансарт тархдаг болохыг мэддэг. Дунд холбогч нь чичиргээг дууны эх үүсвэрээс хүлээн авагч, жишээ нь хүний \u200b\u200bчих рүү дамжуулахад шаардлагатай байдаг. Өөрөөр хэлбэл...

Механик долгионыг судлах нь долгионы хөдөлгөөний талаархи ерөнхий ойлголтыг бий болгохоос эхэлдэг. Хөдөлгөөний төлөв байдал нь нэг тербеллийн биеэс нөгөөд шилжих үед тэдгээрийн хоорондох холболт байдаг.

Цахилгаан соронзон долгион ашиглах

Долгион гэдэг нь цаг хугацааны явцад орон зайд тархаж буй чичиргээг хэлдэг. Долгионы хамгийн чухал шинж чанар бол түүний хурд юм. Аливаа байгалийн долгион нь сансарт агшин зуур тархдаггүй. Тэдний хурд хязгааргүй ...

Оптик хөгжил

Гэрлийн долгионы онолыг хөгжүүлэх дараагийн алхамыг Хюйгенс хийв. Үндсэндээ тэр гэрлийн долгионы онолыг гаргаж, тэр үед мэдэгдэж байсан бүх үзэгдлийг үндсэн дээр тайлбарласан. Гэрлийн долгионы шинж чанарыг анх удаа Марти 1648 онд, 1665 онд ...

Өмнө тайлбарласан долгион нь уян харимхай хүчнээс үүдэлтэй боловч таталцлын улмаас үүсдэг долгионууд бас байдаг. Шингэний гадаргуу дээгүүр тархсан долгионууд нь урт биш юм ...

Дуу авианы физик үндэс

Дуу бол сонсголын мэдрэхүйн объект бөгөөд үүнийг хүн мөн субьектив байдлаар үнэлдэг. Аяыг ойлгодог хүн өндөр өндрөөр нь ялгадаг. Өндөр нь субъектив шинж чанар бөгөөд үндсэндээ үндсэн аяны давтамжаас хамаардаг.

Биеийн хөдөлгөөний шинж чанар

2.1 Чичирхийллийн хөдөлгөөний кинематикууд Тестийн асуултууд: Осцилляци гэдэг нь цаг хугацааны хувьд зарим давтагдах чадвартай процесс юм. Гармоник хэлбэлзэл - синус ба косинусын хуульд заасны дагуу үүсдэг тербеллүүд.

Цахилгаан соронзон долгион ба тэдгээрийн шинж чанарууд

Цахилгаан соронзон долгион нь орон зай, цаг хугацаанд цахилгаан соронзон орны тархалт юм. Дээр дурьдсанчлан цахилгаан соронзон долгионы оршихуйг онолын хувьд агуу Английн физикч Ж.

Шувуу дуулах, бороо, салхины чимээ, аянга цахилгаан чимээ, хөгжим гэх мэт.

Шинжлэх ухааны үүднээс дуу авиа бол бие махбодийн үзэгдэл юм хатуу, шингэн, хийн орчинд тархдаг механик чичиргээБайна. Тэд сонсголын мэдрэмжийг өдөөдөг.

Дууны долгион хэрхэн гарч ирдэг вэ

Зурган дээр дарна уу

Бүх дуу чимээ нь уян долгион хэлбэрээр тархдаг. Бие нь гажсан үед гарч ирэх уян харимхай хүчний нөлөөн дор долгион үүсдэг. Эдгээр хүч нь биеийг анхны байдалд нь оруулахыг эрмэлздэг. Жишээлбэл, сунгасан утас нь хөдөлгөөнгүй байх үед сонсогддоггүй. Гэхдээ үүнийг зөвхөн хажуу тийш нь авч явах хэрэгтэй, учир нь уян харимхай хүчний нөлөөн дор анхны байр сууриа эзлэх хандлагатай болно. Чичиргээ хийснээр дууны эх үүсвэр болдог.

Дууны эх үүсвэр нь аливаа чичиргээтэй бие байж болно, жишээлбэл, нэг талдаа бэхлэгдсэн нимгэн ган хавтан, салхины хөгжмийн зэмсэг дэх агаар, хүний \u200b\u200bдуу хоолой, хонх гэх мэт.

Хөдлөх үед агаарт юу болдог вэ?

Ямар ч хий шиг агаар нь уян хатан чанартай байдаг. Энэ нь шахалтыг эсэргүүцэж, даралт буурахад даруй өргөжиж эхэлдэг. Түүнийг өөр өөр чиглэлд дарамт шахалтыг жигд шилжүүлдэг.

Хэрэв агаар нь бүлүүрийн тусламжтайгаар огцом шахагдсан бол даралт энэ газарт тэр даруй нэмэгдэх болно. Энэ нь нэн даруй зэргэлдээ агаарын давхаргад дамжина. Тэд шахаж, тэдгээрийн даралт нэмэгдэх бөгөөд өмнөх давхаргад энэ нь буурах болно. Тиймээс өндөр ба нам даралтын ээлжит бүсэд гинжин хэлхээг дамжуулдаг.

Хажуу тал руугаа эргэлдэж, дуугарах утаа нь агаарыг эхлээд нэг чиглэлд, дараа нь эсрэгээр нь шахдаг. Мөр нь хазайсан чиглэлд даралт нь атмосферийн даралт болж хувирдаг. Үүний эсрэг талд даралтыг ижил хэмжээгээр бууруулна, учир нь тэнд агаар шингэрч байна. Шахалт ба ховордлын чиглэлүүд өөр өөр чиглэлд ээлжлэн тархаж, агаарын чичиргээ үүсгэдэг. Эдгээр хэлбэлзлийг нэрлэдэг дууны долгион Байна. Агаар мандлын шахалт эсвэл ховордлын давхаргын доторх атмосферийн даралт хоёрын ялгааг нэрлэдэг акустик эсвэл дууны даралт.

Зурган дээр дарна уу

Дууны долгион нь агаарт төдийгүй шингэн ба хатуу орчинд тархдаг. Жишээлбэл, ус гайхалтай дуу чимээтэй байдаг. Усны дор чулуун цохилт сонсогдож байна. Гадаргуугийн хөлөг онгоцны сэнсний дуу чимээг шумбагч онгоцны акустик чанарууд эзэлдэг. Хэрвээ бид модон самбарын нэг үзүүр дээр механик цаг зүүгээд, чихнийхээ хажуугийн самбарыг чихээд байвал бид тэдний цохилтыг сонсох болно.

Вакуум дуу чимээ өөр өөр байх уу? 17-р зуунд амьдарч байсан Английн физикч, химич, теологич Роберт Бойль цагийг агаарыг нүүлгэн шилжүүлэх шилэн саванд хийжээ. Тэр цагийг цохихыг сонссонгүй. Энэ нь дууны долгион агааргүй орон зайд тархдаггүй гэсэн үг юм.

Дууны долгионы шинж чанар

Дууны чичиргээний хэлбэр нь дууны эх үүсвэрээс хамаарна. Хамгийн энгийн хэлбэр нь жигд, эсвэл гармоник чичиргээ юм. Тэдгээрийг синусоид хэлбэрээр төлөөлж болно. Ийм чичиргээ нь далайц, долгионы урт, чичиргээний тархалтын давтамжаар тодорхойлогддог.

Далайц

Далайц ерөнхий тохиолдолд биеийн тэнцвэрийн байрлалаас хамгийн их хазайлтыг нэрлэнэ.

Дууны долгион нь өндөр ба нам даралтын ээлжлэн өөрчлөгддөг бүсүүдээс бүрддэг тул үүнийг ихэвчлэн даралтын хэлбэлзлийг өдөөх үйл явц гэж үздэг. Тиймээс энэ талаар ярилцъя агаарын даралтын далайц долгионоор.

Дууны хэмжээ нь далайгаас хамаарна. Илүү том байх тусам илүү чанга дуугарна.

Хүний ярианы дуу чимээ нь зөвхөн түүнд хамаарах чичирхийллийн хэлбэртэй байдаг. “A” дууны чичирхийллийн хэлбэр нь “b” дууны чичиргээнээс ялгаатай юм.

Давтамж ба долгионы үе

Секунд дахь чичиргээний тоог нэрлэдэг долгионы давтамж .

f \u003d 1 / T байна

хаана байна Т - хэлбэлзлийн үе. Энэ бол нэг бүрэн эргэлт хийх үе юм.

Хугацаа нь том байх тусам давтамж бага байх ба эсрэгээр багасна.

Олон улсын SI хэмжих систем дэх давтамжийг хэмжих нэгж нь юм герц (Гц). 1 Гц нь секундэд нэг хэлбэлзэл юм.

1 Гц \u003d 1 с -1.

Жишээлбэл, 10 Гц давтамж гэдэг нь 1 секундын дотор 10 тербеллийг хэлж байна.

1,000 Гц \u003d 1 кГц

Товшил нь тербеллийн давтамжаас хамаарна. Давтамж өндөр байх тусам дууны өнгө илүү өндөр болно.

Хүний чих бүх дууны долгионыг мэдрэх чадваргүй, зөвхөн 16-аас 20,000 Гц давтамжтай байдаг. Эдгээр нь долгион гэж тооцогддог. Давтамж нь 16 Гц-ээс бага долгионыг хэт авианы, 20,000 Гц-ээс дээш хэт авианы гэж нэрлэдэг.

Хүн хэт авианы эсвэл хэт авианы долгионыг хүлээн зөвшөөрдөггүй. Гэхдээ амьтан, шувууд хэт авиан шинжилгээг сонсож чаддаг. Жишээлбэл, ердийн эрвээхэй нь 8,000-аас 160,000 Гц давтамжтай дуу чимээг ялгаж өгдөг. Дельфинүүдийн хүлээн зөвшөөрөгдсөн хүрээ нь бүр илүү өргөн бөгөөд 40-200 мянган Гц хооронд хэлбэлздэг.

Долгионы урт

Урт долгион ижил фаз дахь гармоник долгионы хамгийн ойрхон хоёр цэгийн хоорондох зайг, жишээлбэл, хоёр уулын хоорондох зайг дууд. Гэж тодорхойлсон ƛ .

Нэг үетэй тэнцэх цаг үед долгион нь түүний урттай тэнцэх зайгаар явдаг.

Долгионы хурд

v = ƛ / Т

Байдлаар T \u003d 1 / f,

дараа нь v \u003d ƛ байна

Дууны хурд

Туршилтыг ашиглан дууны хурдыг тодорхойлох оролдлогыг XVII зууны эхний хагаст хийжээ. Английн гүн ухаантан Фрэнсис Бэкон "Нью Органон" бүтээлдээ гэрэл, дууны хурд хоёрын ялгааг үндэслэн энэ асуудлыг шийдэх өөрийн арга замыг санал болгов.

Гэрлийн хурд нь дууны хурднаас хамаагүй өндөр байдаг нь мэдэгдэж байна. Тиймээс, аянгын үеэр бид эхлээд аянга асаж, зөвхөн дараа нь аянга сонсогддог. Гэрэл, дууны эх үүсвэр ба ажиглагчийн хоорондох зай, гэрэл ба дууны анивчих хугацаа зэргийг мэдэх замаар дууны хурдыг тооцоолж болно.

Bacon-ийн санааг Францын эрдэмтэн Марен Марсенн ашигласан. Булчингаас буудаж буй хүнээс тодорхой зайд байрладаг ажиглагч гэрэл гэрэлтүүлгээс буудлагын чимээ гарсан цагийг тэмдэглэжээ. Дараа нь зайг цаг хугацаагаар хувааж, дууны хурдыг хүлээн авсан. Туршилтын үр дүнгээс харахад хурд 448 м / с-тэй тэнцэв. Энэ бол бүдүүлэг тооцоо байв.

19-р зууны эхээр Парисын Шинжлэх ухааны академийн хэсэг эрдэмтэд энэ туршилтыг давтав. Тэдний тооцоолсноор гэрлийн хурд 350-390 м / с-ийн утгатай байжээ. Гэхдээ энэ тоо үнэн зөв байсангүй.

Онолын хувьд гэрлийн хурд Ньютоныг тооцоолохыг оролдов. Тэрбээр тооцооллоо Бойл-Марриотын хуулинд үндэслэн хий дэх хийн төлөв байдлыг тодорхойлжээ изотермик үйл явц (тогтмол температурт). Энэ нь хийн хэмжээ маш аажмаар өөрчлөгдөхөд байгаль орчинд үүсэх дулааныг өгдөг.

Ньютон шахалт ба ховордлын талбайн хооронд температур хурдан тэнцдэг гэж санал болгосон. Гэхдээ эдгээр нөхцөл байдал дууны долгион дотор байдаггүй. Агаар нь дулааныг сайн ялгаруулдаггүй бөгөөд шахалт ба ховор цацрагийн давхаргууд хоорондын зай их байдаг. Шахалтын давхаргаас халах нь ховор цацрагийн давхаргад шилжих цаг хугацаа байдаггүй. Тэдний хооронд температурын зөрүү байдаг. Тиймээс Ньютоны тооцоо буруу байсан. Тэд 280 м / с хэмжээтэй зураг өгсөн.

Францын эрдэмтэн Лаплас Ньютоны алдаа нь агаарт дууны долгион тархдаг болохыг тайлбарлаж чадсан адиабатик янз бүрийн температурын нөхцөлд. Лапласийн тооцооллоор 0С-ийн температурт агаарт гарах дууны хурд 331.5 м / с байна. Түүнээс гадна температур нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. Температур 20 хэм хүртэл өсөхөд 344 м / с-тэй тэнцэнэ.

Өөр өөр орчинд дууны долгион өөр өөр хурдтайгаар тархдаг.

Хийн болон шингэний хувьд дууны хурдыг дараах томъёогоор тооцоолно.

хаана байна аас хурдны хурд,

β - дунд зэргийн адиабат шахалт,

ρ - нягтрал.

Томъёоноос харахад хурд нь нягтрал ба нягтралаас хамаарна. Агаар дахь энэ нь шингэнээс бага байна. Жишээлбэл, 20 ° С-ийн температуртай усанд 1484 м / с-тэй тэнцүү байна. Түүнээс гадна усны давс их байх тусам дуу нь илүү хурдан тархдаг.

Усан дахь дууны хурдыг анх 1827 онд хэмжсэн. Энэхүү туршилт нь Марен Марсеннийн гэрлийн хурдыг хэмжсэнийг санагдуулав. Нэг завины хажуу талаас хонх дуугарав. Эхний завьнаас 13 км-ийн зайд хоёр дахь нь байв. Эхний завин дээр тэд хонх цохиж, тэр үед бууны цэгт гал тавьсан. Хоёрдахь завин дээр анивчих цагийг тэмдэглэж, дараа нь хонхноос дуу гарах цаг болжээ. Зайг цаг хугацаагаар нь хувааж бид дууны долгионы хурдыг олж авав.

Дуу нь хатуу орчинд хамгийн өндөр хурдтай байдаг. Жишээлбэл, гангийн хувьд 5000 м / с хүрдэг.