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청각 기능에 대한 청각학적 연구에 어떤 연구 방법이 사용되든, 소리 신호의 기본적인 물리적 특성에 대한 아이디어는 필수적입니다. 아래에서는 음향학 및 전기음향학의 가장 기본적인 개념만 제시합니다.

다양한 온도에서 음파의 전파 속도 값

자연의 소리는 탄성 매질의 시간에 따른 교란 형태로 전파됩니다. 소리의 영향으로 발생하는 이러한 탄성 매체 입자의 진동 운동을 소리 진동이라고하며 소리 진동의 전파 공간이 음장을 생성합니다. 소리 진동이 전파되는 매체가 액체 또는 기체인 경우 이러한 매체의 입자는 소리 전파 선을 따라 진동하므로 일반적으로 세로 진동으로 간주됩니다.

소리가 고체에서 전파되면 종방향 진동과 함께 횡방향 소리 진동도 관찰됩니다. 당연히 매질의 진동 전파에는 일정한 방향이 있어야 합니다. 이 방향을 사운드 빔이라고 하며, 동일한 진동 위상을 갖는 음파의 인접한 모든 지점을 연결하는 표면을 음파의 전면이라고 합니다. 또한 음파는 다양한 매체에서 다양한 속도로 이동합니다. 속도 값은 음파가 전파되는 매체의 밀도에 따라 결정된다는 점을 고려해야 합니다.

사운드 매체의 밀도 값에 대한 정보는 매우 중요합니다. 왜냐하면 이 밀도는 음파 전파에 대한 특정 음향 저항을 생성하기 때문입니다. 음파의 전파 속도는 매질의 온도에도 영향을 받습니다. 매질의 온도가 증가하면 음파의 전파 속도도 증가합니다.

청력학적 검사를 위한 소리의 주요 물리적 특성은 강도와 ​​주파수입니다. 그렇기 때문에 더 자세히 고려할 것입니다.

소리 강도의 물리적 특성을 살펴보려면 먼저 강도와 관련된 소리 신호의 다른 여러 매개변수를 고려해야 합니다.

음압 - p(t) - 입자의 움직임에 수직으로 위치한 영역에 작용하는 힘을 나타냅니다. SI 시스템에서 음압은 뉴턴 단위로 측정됩니다. 뉴턴은 1kg의 질량에 1초에 1m/s의 가속도를 가하고 1제곱미터당 작용하는 힘으로 약칭 N/m2입니다.

음압의 다른 측정 단위도 문헌에 나와 있습니다. 아래는 사용된 주요 단위의 비율입니다:

1N/m2-10 dyne/cm2=10 µbar(마이크로바)

음향 진동 에너지(E)는 음압(J로 측정)의 영향을 받아 움직이는 입자의 에너지를 나타냅니다.

단위 면적당 에너지는 J/m2 단위로 측정되는 음향 밀도의 특성을 나타냅니다. 소리 진동의 실제 강도는 단위 시간당 음향 플럭스의 전력 또는 밀도로 정의됩니다. J/m2/s 또는 W/m2.

인간과 동물은 매우 넓은 범위의 음압(0.0002~200μbar)을 인식합니다. 따라서 측정의 편의를 위해 상대값, 즉 십진수나 자연로그 척도를 사용하는 것이 관례이다. 음압은 소수점 이하 로그를 사용하는 경우 데시벨과 벨(1B = 10dB) 단위로 측정됩니다. 때때로 (아주 드물게) 음압은 네너(1Нн = 8.67dB)로 측정됩니다. 이 경우에 사용됩니다 자연로그, 즉. 로그는 십진수(B 및 dB의 경우처럼)가 아니라 이진수를 사용합니다.

그러나 벨과 데시벨 단위의 등급은 전력비의 대수적 측정값으로 사용되었다는 점에 유의해야 합니다. 한편, 전력과 강도는 음압의 제곱에 비례합니다. 따라서 소리 강도로 전환하는 날 다음과 같은 관계가 설정됩니다.

여기서 N은 벨(B) 또는 데시벨(dB) 단위의 강도 또는 음압(P)이고, I0 및 P0는 일반적으로 허용되는 강도 및 음압 판독 수준입니다. 일반적으로 음압 판독 수준(약어 "USD"는 문헌에서 "음압 수준"이라는 단어의 첫 글자에서 자주 사용됩니다. 영어사용된 약어는 "SPL"(동일한 표현인 "Sound Pressure Level"에서 유래)이며 2x10-5 N/m2로 간주됩니다. 초음파와 다른 소리 강도 단위 사이의 관계는 다음과 같습니다.

2x10-5 N/m2=2x10-4din/cm2=2x10-4 µbar

이제 소리 신호 주파수의 음향 특성을 고려해 보겠습니다. 대부분의 경우 고조파 소리 신호는 청각 기능을 검사하는 데 사용됩니다.

음압 외에 톤 신호를 켜는 초기 단계를 갖는 고조파 사운드 신호(또는 정현파 신호 또는 순음)는 파장과 같은 중요한 물리적 특성을 특징으로 합니다. 모든 고조파 오디오 신호(또는 순음)에는 주기성(즉, 주기 T)이 있습니다. 이 경우, 소리 파장은 동일한 진동 위상을 갖는 인접한 파면 사이의 거리로 정의되며 다음 공식으로 계산됩니다.

J = c x T

c는 소리 진동의 전파 속도(보통 m/s)이고, I는 주기성입니다. 이 경우 소리 진동의 주파수(f)는 다음 공식에 해당합니다.

f = J/T

톤의 주파수는 초당 소리의 진동 수로 추정되며 헤르츠(Hz로 약칭)로 표시됩니다. 인간이 인지하는 소리 진동의 주파수 범위를 기준으로 20~20,000Hz 범위의 주파수를 소리 주파수, 더 낮은 주파수(f)라고 합니다.< 20 Гц) называют инфразвуками, а более высокие (f >20000Hz) - 초음파.

차례로, 순전히 실용적인 이유로 범위는 오디오 주파수때로는 일반적으로 낮음 - 500Hz 미만, 중간 - 500-4000Hz 및 높음 - 4000Hz 이상으로 나뉩니다. 1000Hz 이상의 소리 진동을 표시하기 위해 kHz로 약칭되는 킬로헤르츠 지정이 종종 사용됩니다.

청각학 연구에 사용되는 다양한 소리 신호의 모양과 스펙트럼에 대한 도식적 표현:

1 - 음정; 2 - 짧은 사운드 펄스(클릭); 3 - 잡음 신호; 4 - 짧은 톤 버스트; 5 - 진폭 변조 신호(T - 진폭 변조 기간) 6 - 주파수 변조 신호.

소리 신호에 다양한 주파수(이상적으로는 소리 스펙트럼의 모든 주파수)가 포함되어 있으면 소위 소음 신호가 나타납니다.

환자의 청각학적 검사 방법 중 하나는 음향 임피던스 측정입니다. 그러므로 소리 신호의 또 다른 물리적 특성을 더 자세히 고려해 보겠습니다.

다양한 유형의 에너지가 매체에 전파될 때 특정 저항에 직면한다는 것은 잘 알려져 있습니다. 위에서 음파가 전파될 때 음향 에너지에 의해 동일한 저항이 발생한다는 것이 표시되었습니다. 스피커 시스템오. 다음 프레젠테이션에서 청각 시스템의 주변 부분, 즉 외이와 중이는 물리적 관점에서 볼 때 전형적인 음향 시스템, 즉 음향 소리 수신기입니다. 따라서 청각 시스템의 주변 부분을 통한 소리 신호의 전달을 고려하여 음향 저항의 본질과 특성을 고려할 필요가 있습니다.

복합 음향 임피던스 또는 음향 임피던스는 스피커 시스템에서 음향 에너지의 통과에 대한 총 저항으로 정의됩니다. 음향 임피던스는 복잡한 음압 진폭과 진동 체적 속도의 비율이며 다음 공식으로 설명됩니다.

자 = 레자 + 일름자

이 방정식에서 ReZa는 음향 시스템 자체의 에너지 소산과 관련된 활성 음향 임피던스(참 임피던스 또는 저항 임피던스라고도 함)를 나타냅니다. 에너지 소산은 질서 있는 과정의 에너지(음파의 운동 에너지 등)가 무질서한 과정의 에너지(궁극적으로는 열로)로 전환되는 과정으로 이해됩니다. ilmZa 방정식의 두 번째 부분(허수 부분)은 음향 리액턴스라고 하며 이는 관성력 또는 탄성력, 컴플라이언스 또는 유연성으로 인해 발생합니다.

아래에서는 청력학적 검사(고실측정, 임피던스 측정)에 필수적인 다양한 측정을 통해 중이의 음향 임피던스를 연구하는 절차를 자세히 설명합니다.

예.A. Altman, G. A. Tavartkiladze

이 기사에서 우리는 보청기의 구조에 대해 더 깊이 파고들어 이전 세 기사에서 제가 쓴 내용을 "물리적" 수준에서 연결할 것입니다. 오늘 우리는 다음 두 기사에서 "음량 제한"이라는 주제를 다룰 것입니다. 모든 성격의 소리 신호는 특정 물리적 특성 세트(주파수, 강도, 지속 시간, 시간 구조, 스펙트럼 등)로 설명할 수 있습니다. 이는 청각 시스템이 소리를 인식할 때 발생하는 특정 주관적 감각(볼륨, 피치, 음색)에 해당합니다. , 비트, 자음-불협화음, 위장, 위치화-스테레오 효과 등 우리가 알고 있듯이 청각 감각은 지각에 있어서 선형적이지 않습니다! 일반적으로 이는 항상 물리적 매개변수의 복합체입니다. 예를 들어 소리의 크기는 주파수의 조합으로 인해 발생하는 감각입니다., 스펙트럼의 독창성과 소리 자체의 강도에 대해 설명합니다.

고대에 세워졌는데관계청각의 비선형 인식에 대해. 이것이 법으로 바뀌었다베버-페히너 - 경험적 강도가 있다는 사실로 구성된 정신 생리학 법칙느끼다 비례항로그 자극강도.

안에 1834년 E. 웨버 일련의 실험을 수행하고 결론에 도달했습니다. 새로운 자극이 이전 자극과 감각이 다르려면 원래 자극에 비례하는 양만큼 원래 자극과 달라야합니다. 이러한 관찰을 바탕으로G. 페히너 V 1860년 감각의 강도에 따라 "기본 정신 물리학 법칙"을 공식화했습니다.자극 강도의 로그에 비례. 예를 들어, 전구 8개 달린 샹들리에는 전구 4개 달린 샹들리에보다 훨씬 더 밝게 보입니다. 전구 4개 달린 샹들리에는 전구 2개 달린 샹들리에보다 더 밝습니다. 즉, 전구의 수는 같은 횟수만큼 증가해야 밝기의 증가가 일정하게 보입니다. 반대로, 밝기의 절대 증가('이후'와 '이전'의 밝기 차이)가 일정하면 밝기 값 자체가 증가함에 따라 절대 증가가 감소하는 것처럼 보입니다. 예를 들어, 두 개의 전구로 구성된 샹들리에에 하나의 전구를 추가하면 밝기가 눈에 띄게 증가합니다. 12개의 전구로 구성된 샹들리에에 전구 1개를 추가하면 밝기가 증가하는 것을 거의 느낄 수 없습니다.

이 예에서(비록 그것이 "큰 소리 인식"의 구조를 완전히 설명하지는 않지만), 우리는 보청기의 "주파수 그룹"(임계 대역)의 직접적이고 명백한 변형을 봅니다. "전구"처럼 채우면 볼륨감이 주관적으로 증가합니다. "채워지는 정도"를 소리의 "강도"라고 합니다.

그러나 음량 인식뿐만 아니라 음조 설정과 같은 보청기의 가능성에 대해 더 자세히 이야기하기 전에 "귀"의 구조를 더 자세히 살펴보고 이 모든 작업을 명확하게 이해해야 합니다. "작은 조각." 이에 대해서는 다음 기사에서 이야기하겠습니다.

물리학과 심리학의 경계를 이루는 과학 분야인 심리음향학은 귀에 물리적인 자극(소리)이 가해졌을 때 사람의 청각 감각에 대한 데이터를 연구합니다. 청각 자극에 대한 인간의 반응에 대한 많은 양의 데이터가 축적되었습니다. 이 데이터가 없으면 오디오 전송 시스템의 작동을 정확하게 이해하기가 어렵습니다. 인간의 소리 인식의 가장 중요한 특징을 고려해 봅시다.
사람은 20-20,000Hz의 주파수에서 발생하는 음압의 변화를 느낍니다. 40Hz 미만의 주파수를 갖는 소리는 음악에서는 비교적 드물며 음성 언어에는 존재하지 않습니다. 매우 높은 주파수에서는 청취자의 개성과 연령에 따라 음악적 인식이 사라지고 모호한 사운드 감각이 나타납니다. 나이가 들면서 사람의 청력 민감도는 주로 소리 범위의 상위 주파수에서 감소합니다.
그러나 이러한 근거를 바탕으로 음향 재생 시설을 통해 넓은 주파수 대역을 전송하는 것이 노인들에게는 중요하지 않다고 결론을 내리는 것은 잘못된 것입니다. 실험에 따르면 사람들은 12kHz 이상의 신호를 거의 인식하지 못하더라도 음악 전송에서 고주파수 부족을 매우 쉽게 인식하는 것으로 나타났습니다.

청각 감각의 주파수 특성

20-20,000Hz 범위에서 인간이 들을 수 있는 소리의 범위는 임계값(가청도 이하 - 가청도 이상)에 따라 강도가 제한됩니다.
청력 역치는 최소 압력으로 추정됩니다. 보다 정확하게는 경계에 대한 최소 압력 증가는 1000-5000Hz의 주파수에 민감합니다. 여기서 청력 역치는 가장 낮습니다(음압 약 2-10Pa). 소리 주파수가 낮을수록, 높을수록 청력 민감도는 급격히 떨어집니다.
통증 역치는 소리 에너지 인식의 상한을 결정하며 대략 소리 강도 10W/m 또는 130dB(주파수 1000Hz의 기준 신호에 대해)에 해당합니다.
음압이 증가하면 소리의 강도도 증가하며 청각 감각이 비약적으로 증가하는데, 이를 강도 식별 임계값이라고 합니다. 중간 주파수에서 이러한 점프 수는 약 250개이며, 낮은 주파수와 높은 주파수에서는 감소하며 주파수 범위에서 평균적으로 약 150개입니다.

강도 변화 범위가 130dB이므로 진폭 범위에 대한 평균 감각의 기본 점프는 0.8dB이며 이는 소리 강도의 1.2배 변화에 해당합니다. 낮은 청력 수준에서는 이러한 점프가 2-3dB에 도달하고, 높은 수준에서는 0.5dB(1.1배)로 감소합니다. 증폭 경로의 출력이 1.44배 미만으로 증가하면 인간의 귀에서는 실제로 감지되지 않습니다. 라우드스피커에서 발생하는 음압이 낮을 경우 출력 단계의 출력을 두 배로 늘려도 눈에 띄는 결과가 나오지 않을 수 있습니다.

주관적인 사운드 특성

소리 전달의 품질은 청각적 인식을 기반으로 평가됩니다. 그러므로 판단하는 것이 옳다. 기술 요구 사항소리 전달 경로 또는 개별 링크에 대한 정보는 주관적으로 인식되는 소리의 감각과 소리의 객관적인 특성인 높이, 음량 및 음색을 연결하는 패턴을 연구해야만 가능합니다.
피치의 개념은 주파수 범위 전반에 걸쳐 소리의 인식에 대한 주관적인 평가를 의미합니다. 소리는 일반적으로 주파수가 아닌 음높이로 특징지어집니다.
톤은 이산 스펙트럼(음악 소리, 모음 소리)을 갖는 특정 피치의 신호입니다. 넓은 연속 스펙트럼을 갖고 모든 주파수 성분의 평균 전력이 동일한 신호를 백색 잡음이라고 합니다.

소리 진동 주파수가 20Hz에서 20,000Hz로 점진적으로 증가하는 것은 가장 낮은(베이스)에서 가장 높은 톤으로의 점진적인 변화로 인식됩니다.
사람이 귀로 소리의 높이를 결정하는 정확도의 정도는 귀의 예리함, 음악성 및 훈련에 따라 달라집니다. 소리의 높낮이는 어느 정도 소리의 강도에 따라 달라집니다(높은 레벨에서는 강도가 높은 소리가 약한 소리보다 낮게 나타납니다).
인간의 귀는 음조가 가까운 두 가지 음을 명확하게 구분할 수 있습니다. 예를 들어, 약 2000Hz의 주파수 범위에서 사람은 주파수가 3~6Hz만큼 다른 두 가지 톤을 구별할 수 있습니다.
주파수에 따른 소리 인식의 주관적인 척도는 대수 법칙에 가깝습니다. 따라서 (초기 주파수에 관계없이) 진동 주파수를 두 배로 늘리는 것은 항상 동일한 음조 변화로 인식됩니다. 주파수의 2배 변화에 해당하는 높이 간격을 옥타브라고 합니다. 인간이 인지하는 주파수 범위는 20~20,000Hz로 약 10옥타브에 해당합니다.
옥타브는 음조 변화의 상당히 큰 간격입니다. 사람은 상당히 작은 간격을 구별합니다. 따라서 귀가 인지하는 10옥타브에서는 천 개 이상의 음조 단계를 구별할 수 있습니다. 음악은 약 1.054배의 주파수 변화에 해당하는 반음이라는 작은 간격을 사용합니다.
옥타브는 반옥타브와 1/3옥타브로 나누어집니다. 후자의 경우 다음과 같은 주파수 범위가 표준화됩니다. 1; 1.25; 1.6; 2; 2.5; 삼; 3.15; 4; 5; 6.3:8; 1/3 옥타브의 경계인 10입니다. 이러한 주파수가 주파수 축을 따라 동일한 거리에 배치되면 로그 눈금을 얻습니다. 이를 바탕으로 모든 것이 주파수 특성소리 전송 장치는 대수 규모로 제작됩니다.
전송의 크기는 소리의 강도뿐만 아니라 스펙트럼 구성, 인식 조건 및 노출 기간에 따라 달라집니다. 따라서 두 가지 소리가 나는 중간 톤과 낮은 빈도, 동일한 강도(또는 동일한 음압)를 갖는 소리는 사람에게 똑같이 큰 소리로 인식되지 않습니다. 따라서 동일한 음량의 소리를 지정하기 위해 배경의 음량 레벨 개념이 도입되었습니다. 배경의 사운드 볼륨 레벨은 1000Hz 주파수의 순음과 동일한 볼륨의 음압 레벨(데시벨)로 간주됩니다. 즉, 1000Hz 주파수의 경우 배경 볼륨 레벨과 데시벨은 동일합니다. 다른 주파수에서는 동일한 음압에서 소리가 더 크거나 더 작게 나타날 수 있습니다.
음악 작품을 녹음하고 편집하는 사운드 엔지니어의 경험에 따르면 작업 중에 발생할 수 있는 사운드 결함을 더 잘 감지하려면 제어 청취 중 볼륨 레벨을 홀의 볼륨 레벨과 대략 일치하도록 높게 유지해야 합니다.
강렬한 소리에 장기간 노출되면 청각 민감도가 점차 감소하고, 많을수록 음량이 높아집니다. 감지된 감도 감소는 과부하에 대한 청력의 반응과 관련이 있습니다. 자연스러운 적응으로 청취가 잠시 중단된 후 청각 민감도가 회복됩니다. 여기에 보청기가 높은 수준의 신호를 인식할 때 소위 주관적인 왜곡(청각의 비선형성을 나타냄)을 도입한다는 점을 추가해야 합니다. 따라서 100dB의 신호 레벨에서 첫 번째 및 두 번째 자각 고조파는 85dB 및 70dB의 레벨에 도달합니다.
상당한 수준의 볼륨과 노출 기간은 청각 기관에 돌이킬 수 없는 현상을 유발합니다. 젊은 사람들이 주목받았다. 지난 몇 년청력 역치가 급격히 증가했습니다. 그 이유는 높은 음량을 특징으로 하는 팝 음악에 대한 열정 때문이었습니다.
볼륨 레벨은 소음 측정기인 전기 음향 장치를 사용하여 측정됩니다. 측정되는 소리는 먼저 마이크에 의해 전기 진동으로 변환됩니다. 특수 전압 증폭기로 증폭한 후 이러한 진동은 데시벨 단위로 조정된 포인터 장비를 사용하여 측정됩니다. 장치 판독값이 소리 크기에 대한 주관적인 인식과 최대한 정확하게 일치하도록 장치에는 청력 민감도의 특성에 따라 다양한 주파수의 소리 인식에 대한 민감도를 변경하는 특수 필터가 장착되어 있습니다.
중요한 특성소리는 음색이다. 이를 구별하는 청각 능력을 통해 다양한 음영으로 신호를 인식할 수 있습니다. 각 악기와 음색의 사운드는 독특한 색조 덕분에 다채롭고 쉽게 알아볼 수 있습니다.
인지된 소리의 복잡성을 주관적으로 반영하는 음색은 정량적 평가가 없으며 질적 용어(아름다움, 부드러움, 육즙이 많음 등)로 특징지어집니다. 전기음향 경로를 따라 신호를 전송할 때 발생하는 왜곡은 주로 재생되는 사운드의 음색에 영향을 미칩니다. 음악 소리의 음색을 올바르게 전송하기 위한 조건은 신호 스펙트럼을 왜곡 없이 전송하는 것입니다. 신호 스펙트럼은 복잡한 소리의 정현파 구성 요소의 모음입니다.
가장 단순한 스펙트럼은 소위 순음으로, 하나의 주파수만 포함합니다. 악기의 소리는 더 흥미롭습니다. 악기의 스펙트럼은 기본 톤의 주파수와 배음(고음)이라고 하는 여러 "불순물" 주파수로 구성됩니다. 배음은 기본 톤 주파수의 배수이며 일반적으로 진폭이 더 작습니다. .
소리의 음색은 배음에 대한 강도 분포에 따라 달라집니다. 다양한 악기의 소리는 음색에 따라 다릅니다.
더 복잡한 것은 화음이라고 불리는 음악적 소리의 조합 스펙트럼입니다. 이러한 스펙트럼에는 해당 배음과 함께 여러 기본 주파수가 있습니다.
음색의 차이는 주로 신호의 중저주파 성분으로 인해 발생하므로 다양한 음색이 주파수 범위의 낮은 부분에 있는 신호와 연관됩니다. 상위 부분에 속한 신호는 증가함에 따라 가청 주파수의 한계를 넘어서 고조파 구성 요소가 점진적으로 벗어나기 때문에 음색 색상이 점점 더 사라집니다. 이는 최대 20개 이상의 고조파가 저음, 중간 8-10, 고음 2-3의 음색 형성에 적극적으로 관여한다는 사실로 설명할 수 있습니다. 나머지는 약하거나 가청 범위를 벗어나기 때문입니다. 주파수. 따라서 일반적으로 높은 소리는 음색이 더 나쁩니다.
음악 사운드 소스를 포함한 거의 모든 자연 음원은 볼륨 레벨에 따른 음색의 특정 의존성을 갖습니다. 청각도 이러한 의존성에 적응합니다. 소리의 색상에 따라 음원의 강도를 결정하는 것이 자연스러운 일입니다. 일반적으로 소리가 클수록 더 거칠어집니다.

음악적 음원

기본 음원을 특징짓는 다양한 요소는 전기 음향 시스템의 음질에 큰 영향을 미칩니다.
음악 소스의 음향 매개변수는 연주자의 구성(오케스트라, 앙상블, 그룹, 솔리스트 및 음악 유형: 교향곡, 포크, 팝 등)에 따라 달라집니다.

각 악기의 소리의 기원과 형성에는 특정 악기의 소리 생성에 따른 음향 특성과 관련된 고유한 특성이 있습니다.
음악적 사운드의 중요한 요소는 어택(attack)입니다. 이는 볼륨, 음색, 피치 등 안정적인 사운드 특성이 확립되는 특정 전환 프로세스입니다. 모든 음악적 사운드는 시작, 중간, 끝의 세 단계를 거치며, 첫 단계와 마지막 단계 모두 일정한 지속 시간을 갖습니다. 초기 단계를 공격이라고 합니다. 지속 시간은 다릅니다. 현악기, 타악기 및 일부 관악기의 경우 0-20ms 지속되고 바순의 경우 20-60ms 지속됩니다. 어택은 단순히 사운드 볼륨을 0에서 일정한 값으로 증가시키는 것이 아니라 사운드 피치와 음색의 동일한 변화를 동반할 수 있습니다. 더욱이 악기의 공격 특성은 연주 스타일이 다르더라도 범위의 다른 부분에서 동일하지 않습니다. 바이올린은 표현 가능한 공격 방법이 풍부하다는 점에서 가장 완벽한 악기입니다.
모든 악기의 특징 중 하나는 주파수 범위소리. 기본 주파수 외에도 각 악기는 특정 음색을 결정하는 배음(또는 전기 음향학의 관례에 따라 고조파)과 같은 추가 고품질 구성 요소를 특징으로 합니다.
소리 에너지는 음원에서 방출되는 소리 주파수의 전체 스펙트럼에 걸쳐 고르지 않게 분포되는 것으로 알려져 있습니다.
대부분의 악기는 각 악기마다 다른 특정(하나 이상의) 상대적으로 좁은 주파수 대역(포먼트)에서 기본 주파수와 개별 배음의 증폭을 특징으로 합니다. 포먼트 영역의 공명 주파수(헤르츠)는 트럼펫 100-200, 호른 200-400, 트롬본 300-900, 트럼펫 800-1750, 색소폰 350-900, 오보에 800-1500, 바순 300-900, 클라리넷 250입니다. -600.
악기의 또 다른 특징은 소리의 강도인데, 소리의 강도는 소리가 나는 몸체나 공기 기둥의 진폭(폭)이 크거나 작음에 따라 결정됩니다(진폭이 클수록 소리가 강해지고 그 반대도 마찬가지임). 최대 음향 전력 값(와트)은 다음과 같습니다. 대규모 오케스트라의 경우 70, 베이스 드럼 25, 팀파니 20, 스네어 드럼 12, 트롬본 6, 피아노 0.4, 트럼펫 및 색소폰 0.3, 트럼펫 0.2, 더블 베이스 0.( 6, 작은 플루트 0.08, 클라리넷, 호른 및 삼각형 0.05.
"포르티시모"를 연주할 때 악기에서 추출되는 사운드 파워와 "피아니시모"를 연주할 때의 사운드 파워의 비율을 일반적으로 악기 사운드의 다이내믹 레인지라고 합니다.
음악 음원의 다이내믹 레인지는 공연 그룹의 유형과 공연의 성격에 따라 달라집니다.
개별 음원의 동적 범위를 고려해 보겠습니다. 개별 악기 및 앙상블(다양한 작곡의 오케스트라 및 합창단)과 음성의 다이내믹 레인지는 특정 소스에서 생성되는 최대 음압과 최소 음압의 비율로 이해되며 데시벨로 표시됩니다.
실제로 음원의 동적 범위를 결정할 때 일반적으로 음압 레벨에서만 작동하여 해당 차이를 계산하거나 측정합니다. 예를 들어 오케스트라의 최대 사운드 레벨이 90이고 최소 사운드 레벨이 50dB인 경우 다이내믹 레인지는 90 - 50 = 40dB라고 합니다. 이 경우 90dB와 50dB는 음향 레벨 0에 대한 음압 레벨입니다.
다이내믹 레인지 이 소스소리는 가변적인 양입니다. 이는 수행되는 작업의 성격과 공연이 진행되는 공간의 음향 조건에 따라 달라집니다. 잔향은 동적 범위를 확장하며 일반적으로 볼륨이 크고 흡음이 최소인 실내에서 최대치에 도달합니다. 거의 모든 악기와 사람의 목소리는 사운드 레지스터 전체에서 다이내믹 레인지가 고르지 않습니다. 예를 들어, 보컬리스트의 포르테에서 가장 낮은 사운드의 볼륨 레벨은 피아노의 가장 높은 사운드 레벨과 같습니다.

특정 음악 프로그램의 동적 범위는 개별 음원과 동일한 방식으로 표현되지만 최대 음압은 동적 ff(포르티시모) 톤으로 표시되고 최소 음압은 pp(피아니시모)로 표시됩니다.

음표 fff(포르테, 포르티시모)에 표시된 가장 높은 볼륨은 약 110dB의 음향 음압 레벨에 해당하고, 음표 ppr(피아노-피아니시모)에 표시된 가장 낮은 볼륨은 약 40dB에 해당합니다.
음악 연주의 역동적인 뉘앙스는 상대적이며 해당 음압 레벨과의 관계는 어느 정도 조건적이라는 점에 유의해야 합니다. 특정 음악 프로그램의 다이내믹 레인지는 작곡의 성격에 따라 달라집니다. 따라서 Haydn, Mozart, Vivaldi의 고전 작품의 다이나믹 레인지는 30-35dB를 거의 초과하지 않습니다. 팝 음악의 다이내믹 레인지는 일반적으로 40dB를 넘지 않는 반면, 댄스와 재즈 음악의 다이내믹 레인지는 약 20dB에 불과합니다. 러시아 민속 악기 오케스트라를 위한 대부분의 작품도 작은 동적 범위(25-30dB)를 가지고 있습니다. 이는 브라스밴드의 경우에도 마찬가지이다. 그러나 실내 브라스 밴드의 최대 사운드 레벨은 상당히 높은 레벨(최대 110dB)에 도달할 수 있습니다.

마스킹 효과

음량에 대한 주관적인 평가는 청취자가 소리를 인지하는 조건에 따라 달라집니다. 실제 상황에서는 절대적인 침묵 속에서 음향 신호가 존재하지 않습니다. 동시에 외부 소음은 청력에 영향을 미치고 소리 인식을 복잡하게 만들고 주 신호를 어느 정도 마스킹합니다. 외부 노이즈로 순수 사인파를 마스킹하는 효과는 나타내는 값으로 측정됩니다. 마스킹된 신호의 가청 임계값이 침묵 상태의 인식 임계값보다 몇 데시벨 증가합니까?
하나의 사운드 신호가 다른 사운드 신호에 의해 마스킹되는 정도를 결정하는 실험은 모든 주파수의 톤이 높은 톤보다 낮은 톤에 의해 훨씬 더 효과적으로 마스킹된다는 것을 보여줍니다. 예를 들어, 두 개의 소리굽쇠(1200 및 440Hz)가 동일한 강도의 소리를 내는 경우 첫 번째 소리가 들리지 않고 두 번째 소리굽쇠의 진동이 꺼지면 첫 번째 소리가 들리게 됩니다. 다시).
두 가지 복합적인 경우 소리 신호, 특정 사운드 주파수 스펙트럼으로 구성되면 상호 마스킹 효과가 발생합니다. 또한, 두 신호의 주 에너지가 가청 주파수 범위의 동일한 영역에 있을 경우 마스킹 효과가 가장 강해지기 때문에 관현악곡을 전송할 때 반주에 의한 마스킹으로 인해 독주자의 파트가 제대로 전달되지 않을 수 있습니다. 이해할 수 있고 들리지 않습니다.
오케스트라 또는 팝 앙상블의 사운드 전송에서 사운드의 명확성 또는 소위 "투명성"을 달성하는 것은 악기 또는 개별 오케스트라 악기 그룹이 하나 또는 유사한 레지스터에서 동시에 연주되는 경우 매우 어려워집니다.
감독은 오케스트라를 녹음할 때 위장의 특징을 고려해야 합니다. 리허설에서 그는 지휘자의 도움을 받아 한 그룹의 악기 사운드 강도와 전체 오케스트라 그룹 간의 균형을 설정합니다. 이 경우 주요 멜로디 라인과 개별 음악 부분의 선명도는 마이크를 연주자에게 가깝게 배치하고 사운드 엔지니어가 가장 중요한 부분을 의도적으로 강조함으로써 달성됩니다. 여기악기 작업 및 기타 특수 사운드 엔지니어링 기술.
마스킹 현상은 청력 기관이 가장 큰 소리를 전달하는 하나 이상의 소리를 일반적인 소리 덩어리에서 골라내는 정신 생리적 능력에 반대됩니다. 중요한 정보. 예를 들어, 오케스트라가 연주할 때 지휘자는 모든 악기의 특정 부분 연주에서 약간의 부정확성을 발견합니다.
마스킹은 신호 전송 품질에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 수신된 사운드의 강도가 수신된 사운드와 동일한 대역에 위치한 간섭 성분의 수준을 크게 초과하는 경우 수신된 사운드에 대한 명확한 인식이 가능합니다. 균일한 간섭의 경우 신호 초과는 10-15dB여야 합니다. 청각 지각의 이러한 특징은 실제 사용, 예를 들어 미디어의 전기음향 특성을 평가할 때 그렇습니다. 따라서 아날로그 레코드의 신호 대 잡음비가 60dB이면 녹음된 프로그램의 동적 범위는 45-48dB를 넘을 수 없습니다.

청각 지각의 시간적 특성

보청기는 다른 진동 시스템과 마찬가지로 관성입니다. 소리가 사라지면 청각 감각은 즉시 사라지지 않고 점차적으로 0으로 감소합니다. 소음 수준이 8-10 배경만큼 감소하는 시간을 청력 시간 상수라고 합니다. 이 상수는 인식되는 소리의 매개변수뿐만 아니라 다양한 상황에 따라 달라집니다. 주파수 구성과 레벨이 동일한 두 개의 짧은 사운드 펄스가 청취자에게 도착하지만 그 중 하나가 지연되면 50ms를 초과하지 않는 지연으로 함께 인식됩니다. 큰 지연 간격에서는 두 임펄스가 별도로 인식되고 에코가 발생합니다.
청각의 이러한 특징은 전자 지연선, 잔향 등과 같은 일부 신호 처리 장치를 설계할 때 고려됩니다.
청각의 특수한 특성으로 인해 단기 음 펄스의 볼륨 감각은 레벨뿐 아니라 펄스가 귀에 미치는 영향의 지속 시간에 따라 달라집니다. 따라서 10-12ms만 지속되는 단기 소리는 같은 레벨의 소리보다 더 조용하게 귀에 인식되지만 예를 들어 150-400ms 동안 청력에 영향을 미칩니다. 따라서 방송을 들을 때 음량은 일정 간격에 걸쳐 음파의 에너지를 평균한 결과입니다. 또한 인간의 청각에는 관성이 있습니다. 특히 비선형 왜곡을 감지할 때 사운드 펄스의 지속 시간이 10-20ms 미만이면 이를 느끼지 않습니다. 그렇기 때문에 가정용 무선 전자 장비 녹음의 레벨 표시기에서 순간 신호 값은 청력 기관의 시간적 특성에 따라 선택된 기간 동안 평균화됩니다.

소리의 공간적 표현

인간의 중요한 능력 중 하나는 음원의 방향을 결정하는 능력입니다. 이 능력을 바이노럴 효과라고 하며 사람의 귀가 두 개라는 사실로 설명됩니다. 실험 데이터는 소리가 어디에서 나오는지 보여줍니다. 하나는 고주파수 톤이고 다른 하나는 저주파 톤입니다.

소리는 다른 쪽 귀보다 음원을 향한 귀까지 더 짧은 거리를 이동합니다. 결과적으로 외이도 내 음파의 압력은 위상과 진폭이 다양합니다. 진폭 차이는 소리의 파장이 머리의 크기와 비슷해지는 고주파수에서만 중요합니다. 진폭 차이가 임계값 1dB를 초과하면 음원은 진폭이 더 큰 쪽에 있는 것처럼 보입니다. 중심선(대칭선)에서 음원이 벗어난 각도는 진폭 비율의 로그에 대략 비례합니다.
1500-2000Hz 미만의 주파수를 갖는 음원의 방향을 결정하려면 위상차가 중요합니다. 사람에게는 위상이 앞서는 파도가 귀에 도달하는 쪽에서 소리가 나는 것 같습니다. 소리가 정중선에서 벗어나는 각도는 음파가 양쪽 귀에 도달하는 시간의 차이에 비례합니다. 훈련받은 사람은 100ms의 시간차로 위상차를 알아차릴 수 있습니다.
수직면에서 소리의 방향을 결정하는 능력은 훨씬 덜 발달되어 있습니다(약 10배). 이 생리학적 특징은 수평면에서 청각 기관의 방향과 관련이 있습니다.
특정 기능 공간지각사람의 소리는 청각 기관이 인위적인 영향 수단의 도움으로 생성된 전체적이고 통합적인 위치를 감지할 수 있다는 사실에서 나타납니다. 예를 들어, 방에는 두 개의 스피커가 전면을 따라 서로 2-3m 떨어진 곳에 설치됩니다. 청취자는 연결 시스템의 축에서 동일한 거리, 엄밀히 말하면 중앙에 위치합니다. 방에서는 위상, 주파수, 강도가 동일한 두 개의 소리가 스피커를 통해 방출됩니다. 청각 기관으로 전달되는 소리의 동일성으로 인해 사람은 소리를 분리할 수 없으며 그의 감각은 엄밀히 대칭축 중앙에 위치한 단일의 명백한 (가상) 음원에 대한 아이디어를 제공합니다.
이제 한 스피커의 볼륨을 줄이면 명백한 소스가 더 큰 스피커쪽으로 이동합니다. 음원이 움직이는 환상은 신호 레벨을 변경하는 것뿐만 아니라 한 사운드를 다른 사운드에 비해 인위적으로 지연시킴으로써 얻을 수 있습니다. 이 경우, 명백한 소스는 신호를 미리 방출하는 스피커쪽으로 이동합니다.
통합 지역화를 설명하기 위해 예를 제공합니다. 스피커 사이의 거리는 2m이고 최전선에서 청취자까지의 거리는 2m입니다. 소스가 왼쪽이나 오른쪽으로 40cm 이동하려면 강도 레벨 차이가 5dB이거나 시간 지연이 0.3ms인 두 개의 신호를 제출해야 합니다. 10dB의 레벨 차이 또는 0.6ms의 시간 지연으로 소스는 중심에서 70cm를 "이동"합니다.
따라서 스피커에서 생성되는 음압을 변경하면 음원이 움직이는 듯한 착각이 발생합니다. 이 현상을 요약 현지화라고 합니다. 요약 현지화를 생성하기 위해 2채널 스테레오 사운드 전송 시스템이 사용됩니다.
두 개의 마이크가 기본 룸에 설치되어 있으며 각 마이크는 자체 채널에서 작동합니다. 보조 스피커에는 두 개의 스피커가 있습니다. 마이크는 사운드 방출기의 배치와 평행한 선을 따라 서로 일정한 거리에 위치합니다. 사운드 이미터를 움직일 때 마이크에 다른 음압이 작용하고 사운드 이미터와 마이크 사이의 거리가 다르기 때문에 음파 도착 시간이 달라집니다. 이러한 차이는 2차 공간에서 전체 위치 파악 효과를 생성하며, 그 결과 명백한 소스가 두 라우드스피커 사이에 위치한 공간의 특정 지점에 위치하게 됩니다.
바이노럴 사운드 전송 시스템에 대해 말해야 합니다. 인공 머리 시스템이라고 하는 이 시스템을 사용하면 두 개의 별도 마이크가 기본 공간에 사람의 귀 사이의 거리와 동일한 거리를 두고 배치됩니다. 각 마이크에는 독립적인 사운드 전송 채널이 있으며 보조 방의 출력에는 왼쪽 및 오른쪽 귀용 전화기가 포함됩니다. 소리 전달 채널이 동일한 경우 이러한 시스템은 기본 공간의 "인공 머리"의 귀 근처에서 생성된 바이노럴 효과를 정확하게 전달합니다. 헤드폰을 가지고 있고 장시간 사용해야 한다는 것은 단점이다.
청각 기관은 여러 가지 간접적인 신호와 약간의 오류를 사용하여 음원까지의 거리를 결정합니다. 신호 소스까지의 거리가 작거나 큰지에 따라 다양한 요인의 영향으로 주관적인 평가가 달라집니다. 결정된 거리가 작을 경우(최대 3m) 주관적인 평가는 깊이를 따라 이동하는 음원의 볼륨 변화와 거의 선형적으로 관련되는 것으로 나타났습니다. 복잡한 신호에 대한 추가 요소는 음색으로, 소스가 청취자에게 접근할수록 점점 "무거워집니다". 이는 볼륨 레벨이 증가하여 높은 배음에 비해 낮은 배음의 증폭이 증가하기 때문입니다.
평균 거리가 3~10m인 경우 소스를 청취자로부터 멀어지게 하면 비례적으로 볼륨이 감소하며 이 변경 사항은 기본 주파수와 고조파 구성 요소에 동일하게 적용됩니다. 결과적으로 스펙트럼의 고주파수 부분이 상대적으로 강화되고 음색이 더 밝아집니다.
거리가 멀어지면 공기 중의 에너지 손실은 주파수의 제곱에 비례하여 증가합니다. 고음역 배음의 손실이 증가하면 음색 밝기가 감소하게 됩니다. 따라서 거리에 대한 주관적인 평가는 볼륨 및 음색의 변화와 관련이 있습니다.
닫힌 방에서 직접 반사에 비해 20-40ms 지연된 첫 번째 반사의 신호는 청각 기관에 의해 서로 다른 방향에서 오는 것으로 인식됩니다. 동시에 지연이 증가하면 이러한 반사가 발생하는 지점에서 상당한 거리가 있다는 인상을 받게 됩니다. 따라서 지연 시간을 통해 2차 소스의 상대적 거리 또는 방의 크기를 판단할 수 있습니다.

스테레오 방송에 대한 주관적인 인식의 일부 특징.

스테레오 음향 전송 시스템은 기존의 모노 음향 전송 시스템에 비해 여러 가지 중요한 특징을 가지고 있습니다.
스테레오 사운드, 볼륨 등을 구별하는 품질입니다. 자연스러운 음향 관점은 모노포닉 사운드 전송 기술로는 이해되지 않는 몇 가지 추가 지표를 사용하여 평가할 수 있습니다. 이러한 추가 지표에는 다음이 포함됩니다. 청취자가 입체 음향 영상을 인지하는 각도; 스테레오 해상도, 즉 가청 각도 내 공간의 특정 지점에서 사운드 이미지의 개별 요소를 주관적으로 결정한 위치 파악 음향적인 분위기, 즉 전송된 사운드 이벤트가 발생하는 기본 공간에서 청취자에게 현장감을 주는 효과.

룸 어쿠스틱의 역할

다채로운 사운드는 사운드 재생 장비의 도움으로만 얻을 수 있는 것이 아닙니다. 아무리 좋은 장비라도 청취실에 특정한 특성이 없으면 음질이 좋지 않을 수 있습니다. 밀폐된 공간에서는 잔향이라는 콧소리 현상이 발생하는 것으로 알려져 있습니다. 반향은 청각 기관에 영향을 미치므로 지속 시간에 따라 음질이 향상되거나 악화될 수 있습니다.

방 안에 있는 사람은 음원에서 직접 생성되는 직접적인 음파뿐만 아니라 방의 천장과 벽에서 반사되는 파동도 감지합니다. 음원이 멈춘 후에도 잠시 동안 반사파가 들립니다.
반사된 신호는 주 신호의 인식을 방해하여 부정적인 역할만 한다고 믿는 경우가 있습니다. 그러나 이 생각은 잘못된 것입니다. 짧은 지연 시간을 거쳐 인간의 귀에 도달하는 초기 반사 에코 신호 에너지의 특정 부분은 주 신호를 증폭하고 사운드를 풍부하게 합니다. 대조적으로, 나중에 반사된 메아리. 지연 시간이 특정 임계값을 초과하면 주 신호를 인식하기 어렵게 만드는 사운드 배경을 형성합니다.
리스닝 룸은 잔향 시간이 길지 않아야 합니다. 일반적으로 거실은 제한된 크기와 흡음 표면, 덮개를 씌운 가구, 카펫, 커튼 등으로 인해 반향이 거의 없습니다.
다양한 성격과 특성을 지닌 장애물은 입사 음파의 총 에너지에 대한 흡수된 에너지의 비율인 흡음 계수로 특징지어집니다.

카펫의 흡음 특성을 높이고 거실의 소음을 줄이려면 카펫을 벽에 가깝지 않고 30-50mm 간격으로 걸어 두는 것이 좋습니다.

1. 소리, 소리의 종류.

2. 소리의 물리적 특성.

3. 청각 감각의 특성. 소리 측정.

4. 인터페이스를 통한 사운드 전달.

5. 건전한 연구 방법.

6. 소음 방지를 결정하는 요소. 소음 방지.

7. 기본 개념과 공식. 테이블.

8. 임무.

음향학.넓은 의미에서는 가장 낮은 주파수에서 가장 높은 주파수까지의 탄성파를 연구하는 물리학의 한 분야입니다. 좁은 의미에서는 소리에 대한 연구이다.

3.1. 소리, 소리의 종류

넓은 의미의 소리는 기체, 액체, 고체 물질에서 전파되는 탄성 진동과 파동입니다. 좁은 의미에서는 인간이나 동물의 청각 기관이 주관적으로 인지하는 현상.

일반적으로 인간의 귀는 16Hz에서 20kHz 사이의 주파수 범위의 소리를 듣습니다. 그러나 나이가 들면서 이 범위의 상한은 다음과 같이 감소합니다.

16~20Hz 이하의 주파수를 갖는 소리를 소리라고 합니다. 초저주파, 20kHz 이상 -초음파, 10 9 ~ 10 12Hz 범위의 최고 주파수 탄성파 - 초음속.

자연에서 발견되는 소리는 여러 유형으로 구분됩니다.

톤 -그것은 주기적인 과정인 소리이다. 톤의 주요 특징은 주파수입니다. 단순한 톤조화 법칙에 따라 진동하는 몸체(예: 소리굽쇠)에 의해 생성됩니다. 복잡한 톤고조파가 아닌 주기적인 진동에 의해 생성됩니다(예: 악기 소리, 인간의 음성 장치에서 생성되는 소리).

소음복잡하고 반복되지 않는 시간 의존성을 가지며 무작위로 변화하는 복잡한 음색(나뭇잎이 바스락거리는 소리)의 조합인 소리입니다.

소닉붐- 단기적인 음향 충격(박수, 폭발, 타격, 천둥)입니다.

주기적인 과정인 복합음은 단순음의 합(성분음으로 분해됨)으로 표현될 수 있습니다. 이 분해를 스펙트럼.

음향 톤 스펙트럼상대 강도 또는 진폭을 나타내는 모든 주파수의 총합입니다.

스펙트럼의 가장 낮은 주파수(ν)는 기본 톤에 해당하고 나머지 주파수는 배음 또는 고조파라고 합니다. 배음은 기본 주파수(2ν, 3ν, 4ν, ...)의 배수인 주파수를 갖습니다.

일반적으로 스펙트럼의 가장 큰 진폭은 기본 톤에 해당합니다. 이것이 소리의 높이로 귀에 인식되는 것입니다(아래 참조). 배음은 소리의 "색상"을 만듭니다. 서로 다른 악기에서 생성된 동일한 음조의 소리는 배음의 진폭 간의 서로 다른 관계로 인해 귀에 다르게 인식됩니다. 그림 3.1은 피아노와 클라리넷에서 연주되는 동일한 음(ν = 100Hz)의 스펙트럼을 보여줍니다.

쌀. 3.1.피아노(a)와 클라리넷(b) 음표의 스펙트럼

소음의 음향 스펙트럼은 다음과 같습니다. 마디 없는.

3.2. 소리의 물리적 특성

1. 속도(V). 소리는 진공을 제외한 모든 매체에서 전달됩니다. 전파 속도는 매체의 탄성, 밀도 및 온도에 따라 다르지만 진동 빈도에는 의존하지 않습니다. 가스 내 소리의 속도는 몰 질량(M)과 절대 온도(T)에 따라 달라집니다.

수중에서 소리의 속도는 1500m/s입니다. 신체의 연조직에서 소리의 속도도 비슷하게 중요합니다.

2. 음압.소리의 전파는 매질의 압력 변화를 동반합니다(그림 3.2).

쌀. 3.2.소리가 전파되는 동안 매질의 압력 변화.

청각 감각의 발생과 같은 복잡한 과정의 시작을 결정하는 것은 고막의 진동을 유발하는 압력의 변화입니다.

음압 (Δ Ρ) - 이는 음파가 통과하는 동안 발생하는 매체의 압력 변화의 진폭입니다.

3. 소리의 강도(나). 음파의 전파에는 에너지 전달이 수반됩니다.

소리의 강도음파에 의해 전달되는 에너지의 자속 밀도(공식 2.5 참조)

균일한 매질에서는 특정 방향으로 방출되는 소리의 강도가 음원으로부터의 거리에 따라 감소합니다. 도파관을 사용하면 강도를 높일 수 있습니다. 살아있는 자연에서 이러한 도파관의 전형적인 예는 귓바퀴입니다.

강도(I)와 음압(ΔΡ) 사이의 관계는 다음 공식으로 표현됩니다.

여기서 ρ는 매체의 밀도입니다. V- 소리의 속도.

사람이 청각 감각을 경험하는 음압 및 음강도의 최소값을 호출합니다. 청력의 한계점.

1kHz의 주파수에서 일반 사람의 귀에 대한 청력 역치는 다음과 같은 음압(ΔΡ 0) 및 소리 강도(I 0) 값에 해당합니다.

ΔΡ 0 = 3x10 -5 Pa(≒ 2x10 -7 mm Hg); I 0 = 10-12W/m2.

사람이 심한 통증을 느끼는 음압과 음의 세기의 값을 말합니다. 통증 역치.

1kHz의 주파수에서 일반 사람의 귀에 대해 통증 역치는 다음 음압(ΔΡm) 및 음강도(Im) 값에 해당합니다.

4. 강도 수준(엘). 가청도 및 통증의 임계값에 해당하는 강도 비율이 너무 높아(I m / I 0 = 10 13) 실제로는 로그 척도를 사용하여 특별한 무차원 특성을 도입합니다. 강도 수준.

강도 수준은 청력 역치에 대한 소리 강도 비율의 십진수 로그입니다.

강도 레벨의 단위는 하얀색(비).

일반적으로 더 작은 강도 수준 단위가 사용됩니다. 데시벨(dB): 1dB = 0.1B. 데시벨 단위의 강도 수준은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.

의존성의 대수적 성격 강도 수준자신에게서 강함증가한다는 뜻이다. 강함 10회 강도 수준 10dB씩 증가합니다.

자주 발생하는 소리의 특성은 표에 나와 있습니다. 3.1.

사람이 다가오는 소리를 듣는다면 한 방향에서여러 곳에서 일관되지 않은소스에 따라 강도가 합산됩니다.

높은 수준의 소리 강도는 보청기에 돌이킬 수 없는 변화를 가져옵니다. 따라서 160dB의 소리는 고막의 파열과 중이의 청각 뼈의 변위를 유발하여 돌이킬 수 없는 난청을 초래할 수 있습니다. 140dB에서는 사람이 심한 통증을 느끼고 90-120dB의 소음에 장기간 노출되면 청신경이 손상됩니다.

3.3. 청각 감각의 특징. 소리 측정

소리는 청각 감각의 대상입니다. 사람이 주관적으로 평가합니다. 청각 감각의 모든 주관적 특성은 음파의 객관적 특성과 관련이 있습니다.

피치, 음색

소리를 인식하면 사람은 음조와 음색으로 소리를 구별합니다.

키톤은 주로 기본 톤의 주파수에 의해 결정됩니다(주파수가 높을수록 소리가 더 높게 인식됩니다). 정도는 덜하지만 높이는 소리 강도에 따라 달라집니다(강도가 높은 소리는 낮은 것으로 인식됩니다).

음색- 이는 고조파 스펙트럼에 의해 결정되는 소리 감각의 특성입니다. 소리의 음색은 배음의 수와 상대적 강도에 따라 달라집니다.

웨버-페히너 법칙. 사운드 볼륨

소리 강도 수준을 평가하기 위해 로그 척도를 사용하는 것은 정신물리학적 측면과 잘 일치합니다. 웨버-페히너 법칙:

자극을 기하수열(즉, 같은 횟수)로 증가시키면 이 자극의 감각도 산술수열(즉, 같은 양)로 증가합니다.

이러한 성질을 갖는 것이 로그함수이다.

사운드 볼륨청각 감각의 강도(강도)라고 합니다.

인간의 귀는 서로 다른 주파수의 소리에 서로 다른 민감도를 가지고 있습니다. 이 상황을 고려하기 위해 다음 중 일부를 선택할 수 있습니다. 기준 주파수,다른 주파수에 대한 인식을 그것과 비교합니다. 합의에 따라 기준 주파수 1kHz와 동일하게 사용됩니다(이러한 이유로 청력 임계값 I 0은 이 주파수에 대해 설정됩니다).

을 위한 순음 1kHz의 주파수에서 볼륨(E)은 데시벨 단위의 강도 레벨과 동일하게 사용됩니다.

다른 주파수의 경우, 음량은 청각 감각의 강도와 소리의 크기를 비교하여 결정됩니다. 기준 주파수.

사운드 볼륨이는 "보통" 사람이 주어진 소리와 동일한 크기를 경험하게 만드는 1kHz 주파수의 소리 강도(dB) 수준과 같습니다.

소리의 크기 단위를 음량이라고 합니다. 배경.

다음은 60dB 강도 수준에서 볼륨과 주파수의 예입니다.

동일한 음량 곡선

주파수, 음량, 강도 레벨 사이의 상세한 관계는 다음을 사용하여 그래픽으로 표시됩니다. 등량 곡선(그림 3.3). 이 곡선은 의존성을 보여줍니다. 강도 레벨 L주어진 음량에서 소리의 주파수 ν로부터 dB.

아래쪽 곡선은 해당합니다. 청력 역치.이를 통해 주어진 톤 주파수에서 강도 레벨(E = 0)의 임계값을 찾을 수 있습니다.

등음량 곡선을 사용하면 찾을 수 있습니다. 사운드 볼륨,빈도와 강도 수준이 알려진 경우.

소리 측정

동일한 음량 곡선은 소리의 인식을 반영합니다. 보통 사람.청력 평가를 위해 특정한사람의 경우 순음역치청력검사법을 사용합니다.

청력검사 -청력 측정 방법. 특수 장치(청력계)를 사용하여 청각 감각의 역치를 결정합니다. 인식의 한계점,다른 주파수의 L P. 이를 위해 사운드 생성기를 사용하여 특정 주파수의 사운드를 생성하고 레벨을 높이며,

쌀. 3.3.동일한 음량 곡선

강도 레벨 L, 피험자가 청각 감각을 경험하기 시작하는 강도 Lp의 임계값 레벨을 고정합니다. 소리 주파수를 변경하면 실험적 의존성 Lp(v)가 얻어지며 이를 청력도라고 합니다(그림 3.4).

쌀. 3.4.청력도

수음 장치의 기능 장애로 인해 다음이 발생할 수 있습니다. 청력 상실- 다양한 음색과 속삭이는 말에 대한 민감도가 지속적으로 감소합니다.

음성 주파수의 인식 임계값 평균값을 기준으로 한 청력 손실 정도의 국제 분류가 표에 나와 있습니다. 3.2.

볼륨을 측정하려면 복잡한 톤또는 소음특별한 장치를 사용하다 - 소음 측정기.마이크를 통해 수신된 소리는 전기 신호로 변환되어 필터 시스템을 통과합니다. 필터 매개변수는 다양한 주파수에서 사운드 레벨 미터의 감도가 인간 귀의 감도에 가깝도록 선택됩니다.

3.4. 인터페이스를 통한 사운드 전달

음파가 두 매체 사이의 경계면에 닿으면 소리가 부분적으로 반사되고 부분적으로 두 번째 매체에 침투합니다. 경계를 통해 반사되고 전달되는 파동의 강도는 해당 계수에 의해 결정됩니다.

인터페이스에서 음파가 정상적으로 발생하는 경우 다음 공식이 유효합니다.

공식(3.9)에서 매질의 파동 임피던스가 다를수록 경계면에서 반사되는 에너지의 비율이 더 커진다는 것이 분명합니다. 특히, 값이 엑스 0에 가까우면 반사 계수는 1에 가깝습니다. 예를 들어, 공기-물 인터페이스의 경우 엑스= 3x10 -4, r = 99.88%입니다. 즉, 반사가 거의 완료되었습니다.

표 3.3은 20°C에서 일부 매체의 속도와 파동 임피던스를 보여줍니다.

반사 및 굴절 계수의 값은 사운드가 이러한 매체를 통과하는 순서에 의존하지 않습니다. 예를 들어, 소리가 공기에서 물로 전환되는 경우 계수는 반대 방향으로의 전환과 동일합니다.

3.5. 건전한 연구 방법

소리는 인간 기관의 상태에 대한 정보의 원천이 될 수 있습니다.

1. 청진- 신체 내부에서 발생하는 소리를 직접 들어봅니다. 이러한 소리의 특성으로 인해 신체의 특정 부위에서 어떤 과정이 일어나고 있는지 정확하게 파악하고 경우에 따라 진단을 내릴 수 있습니다. 듣기에 사용되는 도구: 청진기, 음성내시경.

음소내시경은 신체에 부착되는 투과막이 있는 중공 캡슐로 구성되며, 여기에서 고무 튜브가 의사의 귀로 연결됩니다. 중공 캡슐에서 공기 기둥의 공명이 발생하여 소리가 증가하고 결과적으로 청취가 향상됩니다. 호흡음, 쌕쌕거림, 심장음, 심장 잡음이 들립니다.

클리닉에서는 마이크와 스피커를 사용하여 청취하는 설비를 사용합니다. 넓은

소리는 테이프 레코더를 사용하여 자기 테이프에 녹음되어 재생이 가능합니다.

2. 심음파검사- 심장 소리와 심잡음의 그래픽 등록 및 진단 해석. 녹음은 마이크, 증폭기, 주파수 필터 및 녹음 장치로 구성된 심장음계를 사용하여 수행됩니다.

3. 타악기 -신체 표면을 두드리고 발생하는 소리를 분석하여 내부 장기를 검사합니다. 태핑은 특수 망치를 사용하거나 손가락을 사용하여 수행됩니다.

닫힌 공동에서 소리 진동이 발생하면 특정 소리 주파수에서 공동 내 공기가 공명하기 시작하여 공동의 크기와 위치에 해당하는 톤을 향상시킵니다. 도식적으로 인체는 가스로 채워진(폐), 액체(내부 장기), 고체(뼈) 등 다양한 부피의 합으로 표현될 수 있습니다. 신체 표면에 부딪힐 때 진동은 다양한 주파수로 발생합니다. 그들 중 일부는 나갈 것입니다. 다른 것들은 공극의 고유 주파수와 일치하므로 공명으로 인해 증폭되고 들리게 됩니다. 오르간의 상태와 지형은 타악기 소리의 음색에 따라 결정됩니다.

3.6. 소음 방지를 결정하는 요소.

소음 방지

소음을 예방하려면 소음원의 근접성, 소음의 강도, 노출 기간, ​​소음이 발생하는 제한된 공간 등 인체에 미치는 영향을 결정하는 주요 요소를 알아야 합니다.

소음에 장기간 노출되면 신체(청각 기관뿐만 아니라)의 기능적, 유기적 변화로 구성된 복잡한 증상이 발생합니다.

장기간의 소음이 중추 신경계에 미치는 영향은 모든 신경 반응의 둔화, 적극적인 주의 시간의 감소 및 성능 저하로 나타납니다.

소음에 장기간 노출되면 호흡 리듬과 심박수가 변하고 혈관계의 색조가 증가하여 수축기 혈압과 이완기 혈압이 증가합니다.

혈압 수준. 위장관의 운동 및 분비 활동이 변화하고 개별 내분비샘의 과다분비가 관찰됩니다. 발한이 증가합니다. 정신 기능, 특히 기억력이 억제됩니다.

소음은 청각 기관의 기능에 특정한 영향을 미칩니다. 모든 감각 기관과 마찬가지로 귀도 소음에 적응할 수 있습니다. 동시에 소음의 영향으로 청력 역치가 10-15dB 증가합니다. 소음 노출이 중단된 후 청력 역치의 정상 값은 3-5분 후에만 복원됩니다. 높은 수준의 소음 강도(80-90dB)에서는 피로 ​​효과가 급격히 증가합니다. 장기간 소음 노출과 관련된 청력 손상 형태 중 하나는 청력 상실입니다(표 3.2).

록 음악은 사람의 신체적, 심리적 상태 모두에 큰 영향을 미칩니다. 현대 록 음악은 10Hz에서 80kHz 범위의 소음을 생성합니다. 타악기에 의해 설정된 주요 리듬의 주파수가 1.5Hz이고 15-30Hz의 주파수에서 강력한 음악 반주가 있으면 사람이 매우 흥분된다는 것이 실험적으로 입증되었습니다. 2Hz의 주파수와 동일한 반주의 리듬으로 사람은 약물 중독에 가까운 상태에 빠집니다. 록 콘서트에서는 소리 강도가 120dB를 초과할 수 있지만 인간의 귀는 평균 강도 55dB에 가장 적합하게 조정되어 있습니다. 이 경우 소리 뇌진탕, 소리 "화상", 청력 및 기억 상실이 발생할 수 있습니다.

소음은 또한 시력 기관에 해로운 영향을 미칩니다. 따라서 어두운 방에 있는 사람이 산업 소음에 장기간 노출되면 시신경의 기능, 즉 시력이 좌우되는 망막 활동이 눈에 띄게 감소합니다.

소음 방지는 매우 복잡합니다. 이는 상대적으로 긴 파장으로 인해 소리가 장애물 주위로 휘어지고(회절) 소리 그림자가 형성되지 않기 때문입니다(그림 3.5).

또한 건축 및 기술에 사용되는 많은 재료는 흡음 계수가 충분히 높지 않습니다.

쌀. 3.5.음파의 회절

이러한 기능에는 소스 자체에서 발생하는 소음 억제, 머플러 사용, 탄성 서스펜션 사용, 방음재 사용, 균열 제거 등 소음 방지를 위한 특별한 수단이 필요합니다.

생활 공간으로 침투하는 소음을 방지하기 위해, 큰 중요성바람 장미를 고려하고 초목을 포함한 보호 구역을 생성하는 등 건물 위치를 적절하게 계획해야 합니다. 식물은 좋은 소음 완충 장치입니다. 나무와 관목은 강도 수준을 5-20dB까지 줄일 수 있습니다. 보도와 포장도로 사이에 녹색 줄무늬가 효과적입니다. 린든나무와 가문비나무는 소음을 가장 잘 줄여줍니다. 높은 소나무 울타리 뒤에 위치한 주택은 거리 소음에서 거의 완전히 자유로울 수 있습니다.

소음과의 싸움은 절대적인 침묵의 생성을 의미하지 않습니다. 청각 감각이 장기간 부재하면 정신 장애를 경험할 수 있기 때문입니다. 절대적인 침묵과 장기간의 소음 증가는 인간에게 똑같이 부자연 스럽습니다.

3.7. 기본 개념과 공식. 테이블

표 계속

테이블 끝

표 3.1.마주치는 소리의 특징

표 3.2.청력 손실의 국제 분류

표 3.3. t = 25°C에서 일부 물질 및 인체 조직에 대한 음속 및 특정 음향 저항

3.8. 작업

1. 거리에서 강도 레벨 L 1 = 50dB의 소리가 실내에서는 강도 레벨 L 2 = 30dB의 소리로 들립니다. 거리와 실내의 소리 강도 비율을 찾아보세요.

2. 주파수가 5000Hz인 소리의 볼륨 레벨은 E = 50von과 같습니다. 동일한 크기의 곡선을 사용하여 이 소리의 강도를 찾습니다.

해결책

그림 3.2에서 우리는 5000Hz의 주파수에서 볼륨 E = 50 배경이 강도 레벨 L = 47dB = 4.7B에 해당한다는 것을 알 수 있습니다. 공식 3.4에서 우리는 다음을 찾습니다: I = 10 4.7 I 0 = 510 -8 W/ m 2.

답변: I = 5·10 -8 W/m2.

3. 팬은 강도 수준 L = 60dB의 소리를 생성합니다. 인접한 두 팬이 작동할 때 소음 강도 수준을 찾습니다.

해결책

L 2 = log(2x10 L) = log2 + L = 0.3 + 6B = 63 dB(3.6 참조). 답변: L2 = 63dB.

4. 30m 거리에 있는 제트기의 소음 수준은 140dB입니다. 300m 거리에서의 볼륨 레벨은 얼마입니까? 지상에서의 반사를 무시하십시오.

해결책

강도는 거리의 제곱에 비례하여 감소합니다. 즉, 10 2배 감소합니다. L 1 - L 2 = 10xlg(I 1 /I 2) = 10x2 = 20dB. 답변: L2 = 120dB.

5. 두 음원의 강도 비율은 다음과 같습니다. I 2 /I 1 = 2. 이 소리의 강도 수준의 차이는 무엇입니까?

해결책

ΔL = 10xlg(I 2 /I 0) - 10xlg(I 1 /I 0) = 10xlg(I 2 /I 1) = 10xlg2 = 3dB. 답변: 3dB.

6. 주파수 3kHz의 소리와 강도가 같은 음량을 갖는 주파수 100Hz의 소리의 강도 수준은 얼마입니까?

해결책

등음량 곡선(그림 3.3)을 사용하면 3kHz 주파수에서 25dB가 30von의 음량에 해당한다는 것을 알 수 있습니다. 100Hz의 주파수에서 이 볼륨은 65dB의 강도 레벨에 해당합니다.

답변: 65dB.

7. 음파의 진폭은 3배 증가했습니다. a) 강도가 몇 배나 증가했습니까? b) 볼륨이 몇 데시벨 증가했습니까?

해결책

강도는 진폭의 제곱에 비례합니다(3.6 참조).

8. 작업장에 위치한 실험실의 소음 강도 수준은 80dB에 도달했습니다. 소음을 줄이기 위해 실험실 벽을 흡음재로 마감하여 소리 강도를 1500배로 줄이기로 결정했습니다. 이후 실험실에서는 어느 수준의 소음 강도가 발생합니까?

해결책

데시벨 단위의 소리 강도 수준: L = 10 엑스로그(I/I 0). 소리 강도가 변경되면 소리 강도 수준의 변화는 다음과 같습니다.

9. 두 매체의 임피던스는 2배만큼 다릅니다: R 2 = 2R 1 . 에너지의 어떤 부분이 경계면에서 반사되고 에너지의 어떤 부분이 두 번째 매질로 전달됩니까?

해결책

공식(3.8 및 3.9)을 사용하여 다음을 찾습니다.

답: 1/9에너지의 일부가 반사되고 8/9가 두 번째 매체로 전달됩니다.

일상 생활에서 우리는 무엇보다도 소리의 크기와 음조로 소리를 설명합니다. 그러나 물리학의 관점에서 보면 음파는 공간에서 전파되는 매질 분자의 주기적인 진동입니다. 다른 파동과 마찬가지로 소리의 특징은 진폭, 주파수, 파장 등입니다. 진폭은 진동하는 매체가 "조용한" 상태에서 얼마나 강하게 벗어나는지 보여줍니다. 소리의 양을 담당하는 것은 바로 그녀입니다. 주파수는 초당 몇 번이나 진동이 발생하는지를 말하며, 주파수가 높을수록 우리가 듣는 소리의 음높이도 높아집니다.

예를 들어 오디오 장치의 기술 표준 및 특성에서 볼 수 있는 소리의 볼륨 및 주파수의 일반적인 값은 사람의 귀에 맞춰져 있으며 사람에게 편안한 볼륨 및 주파수 범위에 있습니다. 따라서 130dB(데시벨) 이상의 소리는 통증을 유발하고 사람은 30kHz 주파수의 음파를 전혀 듣지 못합니다. 그러나 이러한 "인간"의 한계 외에도 음파의 크기와 주파수에는 순전히 물리적인 한계도 있습니다.

일

정상적인 조건에서 공기와 물 속에서 전파될 수 있는 음파의 최대 볼륨과 최대 주파수를 추정합니다. 이러한 한계를 초과하는 소리를 방출하려고 하면 어떤 일이 발생하는지 일반적인 용어로 설명하십시오.

단서

데시벨로 측정되는 음량은 음파의 압력(P)이 고정된 임계 압력 P 0 보다 몇 배 더 강한지를 나타내는 로그 척도라는 점을 기억하십시오. 압력을 부피로 변환하는 공식은 다음과 같습니다: 데시벨 단위의 부피 = 20 lg(P/P 0), 여기서 lg는 십진 로그입니다. 음향학의 임계 압력으로 P0 = 20μPa를 사용하는 것이 일반적입니다(물에서는 다른 임계값이 허용됩니다: P0 = 1μPa). 예를 들어, 압력 P = 0.2 Pa인 소리는 P 0를 1만 번 초과하며 이는 20 lg(10000) = 80 dB의 볼륨에 해당합니다. 따라서 음량 제한은 음파가 생성할 수 있는 최대 압력에서 발생합니다.

문제를 해결하려면 압력이 매우 높거나 주파수가 매우 높은 음파를 상상하고 어떤 물리적 한계가 발생하는지 이해하려고 노력해야 합니다.

해결책

먼저 찾아보자 볼륨 제한. (소리가 없는) 고요한 공기에서는 분자가 혼란스럽게 날아다니지만 평균적으로 공기의 밀도는 일정하게 유지됩니다. 소리가 전파되면 빠른 혼란스러운 움직임 외에도 분자는 일정 기간 동안 원활한 앞뒤 변위를 경험합니다. 이로 인해 공기의 응축 ​​영역과 희박 영역, 즉 고압 영역과 저압 영역이 교대로 발생합니다. 음압(음파의 압력)은 표준과의 압력 편차입니다.

진공 영역에서 압력은 P atm - P로 떨어집니다. 가스에서는 양의 상태를 유지해야 한다는 것이 분명합니다. 압력이 0이면 이 영역에서 이 순간시간의 입자는 전혀 없으며 더 이상 이보다 적을 수 없습니다. 따라서 소리가 남아 있는 동안 음파가 생성할 수 있는 최대 음압 P는 대기압과 정확히 동일합니다. P = P atm = 100kPa. 이는 20lg(5 10 9)에 해당하는 이론적 부피 제한에 해당하며 이는 대략적으로 다음과 같습니다. 195dB.

가스가 아닌 액체에서의 소리 전파에 대해 이야기하면 상황이 약간 달라집니다. 거기에서 압력은 음수가 될 수 있습니다. 이는 단순히 연속 매체를 늘리고 찢으려고 시도하지만 분자간 힘으로 인해 이러한 스트레칭을 견딜 수 있음을 의미합니다. 그러나 크기로 보면 이 음압은 1기압 정도로 작습니다. P 0의 다른 값을 고려하면 물 속에서의 음량에 대한 이론적 한계는 약 225dB.

이제 우리는 얻습니다 사운드 주파수 제한. (사실 이것은 빈도에 대한 가능한 제한 중 하나일 뿐입니다. 다른 내용은 나중에 언급하겠습니다.)

(다른 많은 복잡한 파동과는 달리) 소리의 주요 특성 중 하나는 소리의 속도가 실제로 주파수와 무관하다는 것입니다. 그러나 파동 속도는 주파수 ν(즉, 시간 ~에주기성), 파장 λ(공간 주기성): c = ν·λ. 따라서 주파수가 높을수록 소리의 파장은 짧아집니다.

파동의 주파수는 물질의 불연속성에 의해 제한됩니다. 음파의 길이는 분자 사이의 일반적인 거리보다 작을 수 없습니다. 결국 음파는 입자의 응축 방전이며 입자 없이는 존재할 수 없습니다. 더욱이, 파장은 이들 거리 중 적어도 2~3개 이상이어야 하며, 결국 응축 영역과 희박 영역을 모두 포함해야 합니다. 정상적인 조건의 공기의 경우 분자 사이의 평균 거리는 약 100nm이고 소리의 속도는 300m/s이므로 최대 주파수는 다음과 같습니다. 약 2GHz. 수중에서는 불연속성 척도가 약 0.3nm로 더 작고, 소리의 속도는 1500m/s입니다. 이는 약 1,000배 더 높은 주파수 제한을 제공합니다. 수 테라헤르츠.

이제 발견된 한계를 초과하는 소리를 방출하려고 하면 어떤 일이 발생하는지 논의해 보겠습니다. 모터가 앞뒤로 움직이는 매질에 담긴 단단한 판이 음파 방출기로 적합합니다. 최대로 대기압보다 훨씬 높은 압력을 생성하는 큰 진폭을 가진 이미터를 생성하는 것은 기술적으로 가능합니다. 이를 위해 플레이트를 빠르고 큰 진폭으로 이동시키는 것으로 충분합니다. 그러나 진공 단계(플레이트가 뒤로 이동하는 경우)에서는 단순히 진공 상태가 됩니다. 따라서 매우 큰 소리 대신에 그러한 판은 "잘라집니다. ㅏ얇고 촘촘한 층으로 "공기를 호흡"하여 앞으로 던집니다. 그들은 매체를 통해 전파될 수 없습니다. 정지 공기와 충돌하면 급격히 가열되고 충격파가 발생하며 스스로 붕괴됩니다.

음향 방출기가 발견된 사운드 주파수 한계를 초과하는 주파수로 진동하는 또 다른 상황을 상상할 수 있습니다. 이러한 방사체는 매질의 분자를 밀어내지만 너무 자주 발생하여 동기식 진동을 형성할 기회를 주지 않습니다. 결과적으로 플레이트는 단순히 접근하는 분자에 에너지를 무작위로 전달합니다. 즉, 단순히 매체를 가열합니다.

후문

물론 우리의 고려 사항은 매우 간단했으며 소리 전파를 제한하는 물질에서 발생하는 많은 프로세스를 고려하지 않았습니다. 예를 들어, 점도로 인해 음파가 감쇠되고 이 감쇠율은 주파수에 따라 급격히 증가합니다. 주파수가 높을수록 가스가 앞뒤로 더 빠르게 이동합니다. 즉, 점도로 인해 에너지가 열로 변환되는 속도가 빨라집니다. 따라서 점성이 너무 높은 매체에서는 고주파 초음파가 거시적 거리를 비행할 시간이 없습니다.

또 다른 효과는 소리를 감쇠시키는 역할도 합니다. 열역학에 따르면 급속 압축으로 인해 가스가 가열되고 급속한 확장- 식혀요. 이것은 음파에서도 발생합니다. 그러나 가스의 열전도율이 높으면 진동할 때마다 열이 뜨거운 영역에서 차가운 영역으로 흘러 열 대비가 약화되고 궁극적으로 음파의 진폭이 약화됩니다.

또한 발견된 모든 제한 사항은 정상적인 조건에서 액체와 기체에 적용된다는 점을 강조할 가치가 있습니다. 조건이 크게 변경되면 변경됩니다. 예를 들어 최대 이론 부피는 분명히 압력에 따라 달라집니다. 따라서 압력이 대기압보다 훨씬 높은 거대 행성의 대기에서는 더 큰 소리가 가능합니다. 반대로 매우 희박한 분위기에서는 모든 소리가 필연적으로 조용합니다.

마지막으로, 물 속에서 전파될 때 초고주파 초음파의 흥미로운 특성을 하나 더 언급하겠습니다. 소리의 주파수가 10GHz를 크게 초과하면 물 속에서의 속도는 약 두 배로 증가하고 얼음 속의 소리 속도와 거의 비슷하다는 것이 밝혀졌습니다. 이는 물 분자 사이의 일부 빠른 상호작용 과정이 100피코초 미만의 주기로 진동할 때 중요한 역할을 하기 시작한다는 것을 의미합니다. 상대적으로 말하면, 물은 그러한 시간 간격에서 추가적인 탄력성을 획득하여 음파 전파를 가속화합니다. 그러나 소위 "빠른 소리"가 발생하는 미세한 이유는 다음과 같습니다.