ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВУКА.

Звук может быть охарактеризован двумя системами физи­ческих величин: характеристиками, не зависящими от особенно­стей восприятия звука человеком (их можно назвать объектив­ными), и такими, которые, наоборот, основываются на восприя­тии звука (их можно назвать субъективными). Конечно, между двумя системами характеристик существует определенная связь, хотя и не совсем простая.

Объективные характеристики звука.К ним относятся фи­зические величины, которые описывают любой волновой процесс: 1) частота звука, измеряемая числом колебаний в секунду частиц среды, участвующих в волновом процессе (Гц); 2) плот­ность потока энергии (или интенсивность звука), измеряемая ко­личеством энергии, переносимой звуковой волной за 1 с через площадку и 1 м², поставленную перпендикулярно направлению распространения волны (или).

Интенсивность звука I пропорциональна квадрату частоты и квадрату амплитуды колебаний частиц среды и вычисляется по формуле:

I=.

Этой формуле можно придать, иной вид, используя понятии ам­плитуды избыточного давления:

и акустического сопро­тивления:

I=(15)

Таким образом, интенсивность звука прямо пропорциональна квадрату амплитуды избыточного давления и обратно пропор­циональна акустическому сопротивлению.

Спектральный состав звука указывает, из колебаний каких частот составлен данный звук и как распределены амплитуды между отдельными составляющими. Например, аккорд имеет линейчатый спектр, а шум — сплошной спектр.

Субъективные характеристики звука.К ним относятся высота тона, громкость, тембр.

Высота тона — это субъ­ективная оценка частоты звука. Чем больше частота, тем выше тон воспринимае­мого звука. Однако способ­ность уха различать звуки по их частоте зависит от частоты.

Громкость является субъективной оценкой интенсивности звука. Восприятие интенсивности зависит от частоты звука. Мо­жет оказаться, что звук большей интенсивности одной частоты воспринимается нами как менее громкий, чем звук малой ин­тенсивности другой частоты.

Опыт показывает, что для каждой частоты в области слы­шимых звуков (20—20³ Гц) имеется так называемый порог слышимости. Это минимальная интенсивность, меньше которой ухо не реагирует на звук. Кроме того, опытом установлено, что для каждой частоты имеется так называемый порог болевых ощущений, т. е. то значение интенсивности звука, которое вы­зывает боль в ушах. Повышение интенсивности звука выше порога болевых ощущений опасно для уха.. Тембр — субъективная оценка спектрального состава звука. Наиболее простым звуком является чистый тон (чистый звук). Под этим понимают слуховое ощущение, получаемое от про­стого гармонического (синусоидального) колебания.

Аккорд — это одновременное звучание двух или нескольких чистых тонов. Он может вызывать приятное ощущение — консо­нанс или неприятное — диссонанс.

Шумы. Шумом называется апериодическая сложная смесь звуков, спектр которого в некотором интервале частот является непрерывным. Интересен сле­дующий опыт. При ударе сухая дощечка издает шумящий звук. Однако этот звук имеет тональность, в чем нетрудно убедиться, если дощечки, длины которых подобраны определенным обра­зом, бросать одну за другой на твердый (каменный) пол: в по­лучающихся звуках слышится музыкальная гамма. На этом принципе основано действие музыкального инструмента — кси­лофона.