8417 0

Eshitish funktsiyasini audiologik o'rganishda qanday tadqiqot usuli qo'llanilishidan qat'i nazar, tovush signallarining asosiy jismoniy xususiyatlari haqidagi g'oyalar muhim ahamiyatga ega. Quyida biz faqat akustika va elektroakustikaning eng asosiy tushunchalarini taqdim etamiz.

Turli haroratlarda tovush to'lqinining tarqalish tezligi qiymatlari

Tabiatdagi tovush elastik muhitning vaqt bo'yicha o'zgaruvchan buzilishi shaklida tarqaladi. Bunday elastik muhit zarralarining tovush ta'sirida paydo bo'ladigan tebranish harakatlari tovush tebranishlari deb ataladi va tovush tebranishlarining tarqalish fazosi tovush maydonini hosil qiladi. Agar tovush tebranishlari tarqaladigan muhit suyuq yoki gazsimon bo'lsa, bu muhitdagi zarralar tovush tarqalish chizig'i bo'ylab tebranadi va shuning uchun ular odatda bo'ylama tebranishlar deb hisoblanadi.

Qattiq jismlarda tovush tarqalganda uzunlamasına tebranishlar bilan bir qatorda ko'ndalang tovush tebranishlari ham kuzatiladi. Tabiiyki, muhitda tebranishlarning tarqalishi ma'lum bir yo'nalishga ega bo'lishi kerak. Bu yo'nalish tovush nuri deb ataladi va tovush to'lqinining barcha qo'shni nuqtalarini bir xil tebranish fazasi bilan bog'laydigan sirt tovush to'lqinining old qismi deb ataladi. Bundan tashqari, tovush to'lqinlari turli muhitlarda turli tezlikda tarqaladi. Tezlik qiymati tovush to'lqini tarqaladigan muhitning zichligi bilan aniqlanishini hisobga olish kerak.

Ovoz muhitining zichlik qiymatlari haqidagi ma'lumotlar juda muhim, chunki bu zichlik tovush to'lqinining tarqalishiga ma'lum bir akustik qarshilik yaratadi. Ovoz to'lqinining tarqalish tezligiga muhit harorati ham ta'sir qiladi: muhitning harorati oshishi bilan tovush to'lqinining tarqalish tezligi oshadi.

Audiologik tekshiruv uchun tovushning asosiy jismoniy xususiyatlari uning intensivligi va chastotasidir. Shuning uchun ular batafsilroq ko'rib chiqiladi.

Ovoz intensivligining fizik xarakteristikasiga o'tish uchun birinchi navbatda tovush signallarining intensivligi bilan bog'liq bo'lgan bir qator boshqa parametrlarni hisobga olish kerak.

Ovoz bosimi - p(t) - zarrachalar harakatiga perpendikulyar joylashgan maydonga ta'sir qiluvchi kuchni tavsiflaydi. SI tizimida tovush bosimi Nyutonlarda o'lchanadi. Nyuton - 1 sekundda 1 kg massaga 1 m/s tezlanish beradigan va 1 kvadrat metrga ta'sir qiluvchi kuch, qisqartirilgan N/m2.

Ovoz bosimining boshqa o'lchov birliklari ham adabiyotda keltirilgan. Quyida ishlatiladigan asosiy birliklarning nisbati keltirilgan:

1N/m2-10 din/sm2=10 mkbar (mikrobar)

Akustik tebranishlar energiyasi (E) tovush bosimi ta'sirida harakatlanadigan zarrachalar energiyasini tavsiflaydi (joul bilan o'lchanadi - J).

Birlik maydoniga to'g'ri keladigan energiya J / m2 da o'lchanadigan akustik zichlikni tavsiflaydi. Ovoz tebranishlarining haqiqiy intensivligi vaqt birligidagi akustik oqimning kuchi yoki zichligi sifatida aniqlanadi, ya'ni. J/m2/s yoki Vt/m2.

Odamlar va hayvonlar tovush bosimining juda keng diapazonini (0,0002 dan 200 mkbargacha) sezadilar. Shuning uchun, o'lchash qulayligi uchun nisbiy qiymatlardan, ya'ni o'nlik yoki tabiiy logarifm o'lchovlaridan foydalanish odatiy holdir. O'nlik bazaga ega logarifmlardan foydalanilganda tovush bosimi desibel va bellarda (1B = 10 dB) o'lchanadi. Ba'zan (kamdan-kam hollarda) tovush bosimi nenerda o'lchanadi (1Nn = 8,67 dB); bu holda ishlatiladi tabiiy logarifmlar, ya'ni. logarifmlar o'nlik asoslar bilan emas (B va dB bilan bo'lgani kabi), lekin ikkilik asoslar bilan.

Ammo shuni ta'kidlash kerakki, bel va desibellardagi reyting quvvat nisbatining logarifmik o'lchovi sifatida olingan. Shu bilan birga, kuch va intensivlik tovush bosimining kvadratiga proportsionaldir. Shuning uchun, tovush intensivligiga o'tish kunida quyidagi munosabatlar o'rnatiladi:

Bu erda N - zo'ravonlik yoki tovush bosimi (P) bel (B) yoki desibel (dB), I0 va P0 - intensivlik va tovush bosimining shartli qabul qilingan o'qish darajalari. Odatda ovoz bosimini o'qish darajasi ("USD" qisqartmasi adabiyotda "tovush bosimi darajasi" so'zlarining bosh harflaridan va Ingliz tili Amaldagi qisqartma "SPL" ("Ovoz bosimi darajasi" bir xil iboradan) va 2x10-5 N / m2 deb hisoblanadi. Ultratovush va tovush intensivligining boshqa birliklari o'rtasidagi bog'liqlik quyidagicha:

2x10-5 N/m2=2x10-4din/sm2=2x10-4 mkbar

Keling, tovush signallari chastotasining akustik xususiyatlarini ko'rib chiqaylik. Ko'pgina hollarda eshitish funktsiyasini tekshirish uchun garmonik tovush signallari qo'llaniladi.

Garmonik tovush signali (aks holda sinusoidal signal yoki sof ohang), tovush bosimidan tashqari, ohang signalini yoqishning boshlang'ich bosqichi ham to'lqin uzunligi kabi muhim jismoniy xususiyat bilan tavsiflanadi. Barcha garmonik audio signallar (yoki sof ohanglar) davriylikka ega (ya'ni, T davri). Bunday holda, tovush to'lqin uzunligi bir xil tebranish fazali qo'shni to'lqin jabhalari orasidagi masofa sifatida aniqlanadi va quyidagi formula bilan hisoblanadi:

J = c x T

Bu yerda c - tovush tebranishlarining tarqalish tezligi (odatda m/s), I - ularning davriyligi. Bunday holda, tovush tebranishlarining chastotasi (f) formulaga mos keladi:

f = J/T

Ohangning chastotasi sekundiga tovush tebranishlari soni bilan baholanadi va Gertsda (Hz deb qisqartiriladi) ifodalanadi. Odamlar tomonidan qabul qilinadigan tovush tebranishlarining chastota diapazoniga asoslanib, 20 - 20 000 Gts diapazonidagi chastotalar tovush chastotalari, pastki chastotalar (f) deb ataladi.< 20 Гц) называют инфразвуками, а более высокие (f >20000 Hz) - ultratovushlar.

O'z navbatida, faqat amaliy sabablarga ko'ra, diapazon audio chastotalar ba'zan ular shartli ravishda past - 500 Gts dan past, o'rta - 500-4000 Gts va yuqori - 4000 Gts va undan yuqori bo'linadi. E'tibor bering, 1000 Gts va undan yuqori chastotali tovush tebranishlarini belgilash uchun ko'pincha kilogerts, qisqartirilgan kHz ishlatiladi.

Audiologik tadqiqotlarda ishlatiladigan bir qator tovush signallarining shakli va spektrining sxematik tasviri:

1 - ohang; 2 - qisqa tovush pulsi (bosing); 3 - shovqin signali; 4 - qisqa ohang portlashi; 5 - amplituda modulyatsiyalangan signal (T - amplituda modulyatsiya davri); 6 - chastotali modulyatsiyalangan signal.

Agar tovush signali turli xil chastotalarni o'z ichiga olsa (ideal holda, tovush spektrining barcha chastotalari), u holda shovqin deb ataladigan signal paydo bo'ladi.

Bemorlarni audiologik tekshirish usullaridan biri akustik impedans o'lchovidir. Shuning uchun, keling, tovush signallarining yana bir jismoniy xususiyatini batafsil ko'rib chiqaylik.

Ma'lumki, ommaviy axborot vositalarida tarqalishda har xil turdagi energiya ma'lum bir qarshilikka duch keladi. Yuqorida ta'kidlanganidek, tovush to'lqinlari tarqalganda akustik energiya bilan bir xil qarshilikka duch keladi. dinamik tizimlari Oh. Quyidagi taqdimotdan ma'lum bo'ladiki, eshitish tizimining periferik qismlari, ya'ni. Tashqi va o'rta quloq, jismoniy nuqtai nazardan, odatiy akustik tizimlar, ya'ni akustik ovoz qabul qiluvchilardir. Shuning uchun eshitish tizimining periferik qismlari orqali tovush signallarining o'tishini hisobga olgan holda akustik qarshilikning mohiyati va xususiyatlarini ko'rib chiqish kerak.

Murakkab akustik impedans yoki akustik impedans karnay tizimlarida akustik energiyaning o'tishiga umumiy qarshilik sifatida aniqlanadi. Akustik impedans - murakkab tovush bosimi amplitudalarining tebranish hajmiy tezligiga nisbati va quyidagi formula bilan tavsiflanadi:

Za = ReZa + ilmZa

Ushbu tenglamada ReZa akustik tizimning o'zida energiyaning tarqalishi bilan bog'liq bo'lgan faol akustik impedansni (aks holda haqiqiy yoki qarshilik empedans deb ataladi) ifodalaydi. Energiyaning tarqalishi deganda uning tartiblangan jarayonlar energiyasining (masalan, tovush to'lqinlarining kinetik energiyasi) tartibsiz jarayonlar energiyasiga (oxir-oqibat issiqlikka) o'tishiga tarqalishi tushuniladi. IlmZa tenglamasining ikkinchi qismi (uning xayoliy qismi) inertial kuchlar yoki elastiklik, muvofiqlik yoki moslashuvchanlik kuchlari ta'sirida yuzaga keladigan akustik reaktivlik deb ataladi.

Quyida biz audiologik tekshiruv uchun zarur bo'lgan bir qator o'lchovlar (timpanometriya, impedans o'lchovi) bilan o'rta quloqning akustik impedansini o'rganish tartibini batafsil bayon qilamiz.

Ya.A. Altman, G. A. Tavartkiladze

Ushbu maqolada biz eshitish vositasining tuzilishiga chuqurroq kirib boramiz va avvalgi uchta maqolada yozganlarimni "jismoniy" darajada bog'laymiz. Bugun biz keyingi ikkita maqolada "balandlik chegarasi" mavzusiga to'xtalamiz. Har qanday tabiatdagi tovush signali ma'lum bir jismoniy xususiyatlar to'plami bilan tavsiflanishi mumkin: chastota, intensivlik, davomiylik, vaqtinchalik tuzilma, spektr va boshqalar. Ular eshitish tizimi tovushlarni qabul qilganda paydo bo'ladigan ma'lum sub'ektiv sezgilarga mos keladi: ovoz balandligi, balandligi, tembri. , beats, consonances-dissonances , kamuflyaj, lokalizatsiya-stereo-effekt va boshqalar. Ma'lumki, eshitish sezgilari idrok etishda chiziqli emas! Odatda, bu har doim jismoniy parametrlar majmuasidir. Masalan, ovoz balandligi chastotalar birikmasidan kelib chiqadigan hissiyotdir, spektrning o'ziga xosligi va tovushning o'zi intensivligi haqida.

Qadim zamonlarda tashkil etilganmunosabateshitishning chiziqli bo'lmagan idroki haqida. Bu qonunga aylandiWeber - Fechner - empirik intensivligidan iborat psixofiziologik qonunHis mutanosiblogarifm rag'batlantirish intensivligi.

IN 1834 yil E. Veber bir qator eksperimentlar o'tkazdi va shunday xulosaga keldi: yangi qo'zg'atuvchining his-tuyg'ulari oldingisidan farq qilishi uchun u asl qo'zg'atuvchiga mutanosib bo'lgan miqdordan farq qilishi kerak. Ushbu kuzatishlar asosidaG. Fechner V 1860 "asosiy psixofizik qonun" ni ishlab chiqdi, unga ko'ra sezgi kuchirag'batlantirish intensivligining logarifmiga proportsional. Misol tariqasida: 8 lampochkali qandil bizga 4 lampochkali qandildan 4 lampochkali qandildan 2 lampochkali qandildan ko'ra yorqinroq ko'rinadi. Ya'ni, yorug'lik chiroqlarining soni bir xil miqdorda ko'payishi kerak, shunda bizga yorqinlikning o'sishi doimiy bo'lib tuyuladi. Va aksincha, agar yorqinlikning mutlaq o'sishi ("keyin" va "oldin" nashrida farqi) doimiy bo'lsa, unda bizga yorqinlik qiymatining o'zi oshgani sayin mutlaq o'sish pasayib borayotgandek tuyuladi. Misol uchun, agar siz ikkita lampochkaning qandiliga bitta lampochka qo'shsangiz, yorqinlikning sezilarli o'sishi sezilarli bo'ladi. Agar biz 12 lampochkadan iborat qandilga bitta lampochkani qo'shsak, yorug'likning oshishini deyarli sezmaymiz.

Ushbu misoldan (garchi u "baland ovozli idrok" tuzilishini to'liq tavsiflamasa ham), biz eshitish vositasining "chastota guruhlari" (tanqidiy bantlar) ning bevosita va aniq o'zgarishini ko'ramiz. Ularning to'ldirilishi, "lampochkalar" kabi, hajm hissi sub'ektiv o'sishiga olib keladi. "To'ldirish" darajasi tovushning "intensivligi" deb ataladi.

Ammo biz nafaqat ovoz balandligini idrok etish haqida, balki eshitish vositasining ovoz balandligini o'rnatish imkoniyati haqida ham batafsil gapirishdan oldin, biz "quloq" tuzilishiga batafsilroq kirib, bularning barchasini aniq tushunishimiz kerak. "chiplar." Bu haqda keyingi maqolada gaplashaman.

Fizika va psixologiya bilan chegaradosh bo'lgan fan sohasi psixoakustika, quloqqa jismoniy qo'zg'atuvchi - tovush qo'llanilganda, odamning eshitish hissi haqidagi ma'lumotlarni o'rganadi. Eshitish stimullariga insonning reaktsiyalari haqida katta miqdordagi ma'lumotlar to'plangan. Ushbu ma'lumotlarsiz audio uzatish tizimlarining ishlashi haqida to'g'ri tushunchaga ega bo'lish qiyin. Keling, insonning tovushni idrok etishining eng muhim xususiyatlarini ko'rib chiqaylik.
Biror kishi 20-20 000 Gts chastotada sodir bo'ladigan tovush bosimidagi o'zgarishlarni his qiladi. 40 Gts dan past chastotali tovushlar musiqada nisbatan kam uchraydi va og'zaki tilda mavjud emas. Juda yuqori chastotalarda musiqa idroki yo'qoladi va tinglovchining individualligi va uning yoshiga qarab ma'lum bir noaniq tovush hissi paydo bo'ladi. Yoshi bilan odamning eshitish sezuvchanligi, birinchi navbatda, tovush diapazonining yuqori chastotalarida pasayadi.
Ammo shu asosda keng chastota diapazonini tovushni qayta ishlab chiqaruvchi o'rnatish orqali uzatish keksa odamlar uchun ahamiyatsiz degan xulosaga kelish noto'g'ri bo'lar edi. Tajribalar shuni ko'rsatdiki, odamlar 12 kHz dan yuqori signallarni zo'rg'a sezsalar ham, musiqiy uzatishda yuqori chastotalar yo'qligini juda oson tan olishadi.

Eshitish sezgilarining chastotali xususiyatlari

20-20 000 Gts diapazonida odamlar uchun eshitiladigan tovushlar diapazoni intensivlikda chegaralar bilan cheklangan: pastda - eshitish va undan yuqori - og'riq.
Eshitish chegarasi minimal bosim bilan baholanadi, aniqrog'i, chegaraga nisbatan bosimning minimal o'sishi 1000-5000 Gts chastotalarga sezgir - bu erda eshitish chegarasi eng past (tovush bosimi taxminan 2-10 Pa). Past va yuqori tovush chastotalariga qarab, eshitish sezgirligi keskin pasayadi.
Og'riq chegarasi tovush energiyasini idrok etishning yuqori chegarasini belgilaydi va taxminan 10 Vt / m yoki 130 dB tovush intensivligiga mos keladi (1000 Gts chastotali mos yozuvlar signali uchun).
Ovoz bosimi ortishi bilan tovushning intensivligi ham ortadi va eshitish sezgisi sakrashlarda kuchayadi, bu intensivlikni diskriminatsiya chegarasi deb ataladi. O'rta chastotalarda bu sakrashlar soni taxminan 250 ni tashkil qiladi, past va yuqori chastotalarda u kamayadi va chastota diapazonida o'rtacha 150 ga yaqin.

Intensivlik o'zgarishi diapazoni 130 dB bo'lganligi sababli, amplituda diapazonida sezgilarning elementar sakrashi o'rtacha 0,8 dB ni tashkil qiladi, bu tovush intensivligining 1,2 marta o'zgarishiga to'g'ri keladi. Eshitishning past darajalarida bu sakrashlar 2-3 dB ga etadi, yuqori darajada ular 0,5 dB (1,1 marta) ga kamayadi. Kuchaytirish yo'lining kuchini 1,44 baravardan kamroq oshirish inson qulog'i tomonidan deyarli aniqlanmaydi. Karnay tomonidan ishlab chiqilgan past ovoz bosimi bilan, hatto chiqish bosqichining kuchini ikki baravar oshirish ham sezilarli natijaga olib kelmasligi mumkin.

Subyektiv tovush xususiyatlari

Ovozni uzatish sifati eshitish idrokiga asoslangan holda baholanadi. Shuning uchun aniqlash to'g'ri texnik talablar Ovozni o'tkazish yo'liga yoki uning alohida bo'g'inlariga faqat sub'ektiv ravishda idrok etilgan tovush hissi va tovushning ob'ektiv xususiyatlari balandlik, tovush va tembrni bog'laydigan naqshlarni o'rganish orqali mumkin.
Tovush tushunchasi chastota diapazonida tovushni idrok etishning sub'ektiv bahosini nazarda tutadi. Ovoz odatda chastota bilan emas, balki balandligi bilan tavsiflanadi.
Ohang diskret spektrga ega bo'lgan ma'lum bir balandlikdagi signaldir (musiqiy tovushlar, nutqning unli tovushlari). Keng uzluksiz spektrga ega bo'lgan, barcha chastota komponentlari bir xil o'rtacha quvvatga ega bo'lgan signal oq shovqin deb ataladi.

Ovoz tebranishlarining chastotasini 20 dan 20 000 Gts gacha bosqichma-bosqich oshirish ohangning eng past (bas) dan yuqoriga bosqichma-bosqich o'zgarishi sifatida qabul qilinadi.
Odamning quloqqa qarab tovush balandligini aniqlik darajasi uning qulog'ining o'tkirligi, musiqiyligi va tayyorgarligiga bog'liq. Shuni ta'kidlash kerakki, tovush balandligi ma'lum darajada tovushning intensivligiga bog'liq (yuqori darajada, kuchliroq tovushlar zaifroqlarga qaraganda pastroq ko'rinadi.
Inson qulog'i bir-biriga yaqin bo'lgan ikkita ohangni aniq ajrata oladi. Masalan, taxminan 2000 Gts chastota diapazonida odam bir-biridan 3-6 Gts chastotada farq qiladigan ikkita ohangni ajrata oladi.
Chastotadagi tovushni idrok etishning subyektiv shkalasi logarifmik qonunga yaqin. Shuning uchun tebranish chastotasini ikki baravar oshirish (boshlang'ich chastotadan qat'iy nazar) har doim bir xil balandlikdagi o'zgarish sifatida qabul qilinadi. Chastotaning 2 marta o'zgarishiga mos keladigan balandlik oralig'i oktava deb ataladi. Odamlar tomonidan qabul qilinadigan chastotalar diapazoni 20-20 000 Gts ni tashkil qiladi, bu taxminan o'n oktavani qamrab oladi.
Oktava - ovoz balandligidagi o'zgarishlarning juda katta oralig'i; bir kishi sezilarli darajada kichikroq intervallarni ajratib turadi. Shunday qilib, quloq tomonidan qabul qilingan o'n oktavada mingdan ortiq balandlikni ajratish mumkin. Musiqa yarim tonlar deb ataladigan kichikroq intervallarni ishlatadi, ular chastotaning taxminan 1,054 marta o'zgarishiga mos keladi.
Oktava yarim oktava va oktavaning uchdan bir qismiga bo'linadi. Ikkinchisi uchun quyidagi chastota diapazoni standartlashtirilgan: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3; 3,15; 4; 5; 6,3:8; 10, ular uchdan bir oktavaning chegarasi. Agar bu chastotalar chastota o'qi bo'ylab teng masofada joylashgan bo'lsa, siz logarifmik shkala olasiz. Hamma narsa shunga asoslanadi chastota xususiyatlari Ovoz uzatish moslamalari logarifmik masshtabda qurilgan.
O'tkazishning balandligi nafaqat tovushning intensivligiga, balki spektral tarkibiga, idrok etish shartlariga va ta'sir qilish muddatiga ham bog'liq. Shunday qilib, ikkita tovushli ohang, o'rta va past chastotali, bir xil intensivlikka (yoki bir xil tovush bosimiga) ega bo'lgan, odam tomonidan bir xil darajada baland ovozda qabul qilinmaydi. Shu sababli, bir xil ovoz balandligidagi tovushlarni belgilash uchun fonda ovoz balandligi darajasi tushunchasi kiritilgan. Fondagi tovush balandligi darajasi 1000 Gts chastotali sof ohangning bir xil hajmidagi desibellardagi tovush bosimi darajasi sifatida qabul qilinadi, ya'ni 1000 Gts chastota uchun fon va desibellardagi tovush darajalari bir xil bo'ladi. Boshqa chastotalarda tovushlar bir xil ovoz bosimida balandroq yoki jimroq ko'rinishi mumkin.
Ovoz muhandislarining musiqiy asarlarni yozib olish va tahrirlash tajribasi shuni ko'rsatadiki, ish paytida paydo bo'lishi mumkin bo'lgan tovush kamchiliklarini yaxshiroq aniqlash uchun nazorat tinglash paytida ovoz balandligi yuqori bo'lishi kerak, bu taxminan zaldagi ovoz balandligi darajasiga mos keladi.
Kuchli tovushga uzoq vaqt ta'sir qilish bilan eshitish sezgirligi asta-sekin pasayadi va qanchalik ko'p bo'lsa, ovoz balandligi shunchalik yuqori bo'ladi. Aniqlangan sezuvchanlikning pasayishi eshitishning haddan tashqari yuklanish reaktsiyasi bilan bog'liq, ya'ni. o'zining tabiiy moslashuvi bilan.Tinglashda biroz tanaffusdan so'ng eshitish sezgirligi tiklanadi. Bunga qo'shimcha qilish kerakki, eshitish apparati yuqori darajadagi signallarni qabul qilganda, o'zining sub'ektiv deb ataladigan buzilishlarini (bu eshitishning chiziqli emasligini ko'rsatadi) kiritadi. Shunday qilib, 100 dB signal darajasida birinchi va ikkinchi sub'ektiv harmonikalar 85 va 70 dB darajalariga etadi.
Hajmining sezilarli darajasi va uning ta'sir qilish muddati eshitish organida qaytarilmas hodisalarni keltirib chiqaradi. Ta'kidlanganidek, yoshlar o'tgan yillar eshitish chegaralari keskin oshdi. Buning sababi yuqori ovoz balandligi bilan ajralib turadigan pop musiqasiga bo'lgan ishtiyoq edi.
Ovoz balandligi elektroakustik qurilma - ovoz balandligi o'lchagich yordamida o'lchanadi. O'lchanayotgan tovush birinchi navbatda mikrofon orqali elektr tebranishlariga aylanadi. Maxsus kuchlanish kuchaytirgich bilan kuchaytirilgandan so'ng, bu tebranishlar desibellarda sozlangan ko'rsatgichli asbob bilan o'lchanadi. Qurilma ko'rsatkichlari ovoz balandligini sub'ektiv idrok etishga imkon qadar to'g'ri mos kelishi uchun qurilma eshitish sezgirligining xususiyatlariga muvofiq turli chastotalar tovushini idrok etishga sezgirligini o'zgartiradigan maxsus filtrlar bilan jihozlangan.
Muhim xususiyat tovush - tembr. Eshitish qobiliyati uni farqlash qobiliyati sizga turli xil soyalar bilan signallarni idrok etish imkonini beradi. Har bir cholg'u va ovozning ovozi o'ziga xos soyalari tufayli rang-barang va taniqli bo'ladi.
Tembr, idrok etilayotgan tovushning murakkabligini sub'ektiv aks ettiruvchi bo'lib, miqdoriy bahoga ega emas va sifat atamalari (chiroyli, yumshoq, suvli va boshqalar) bilan tavsiflanadi. Signalni elektroakustik yo'l bo'ylab uzatishda yuzaga keladigan buzilishlar birinchi navbatda qayta ishlab chiqarilgan tovushning tembriga ta'sir qiladi. Musiqiy tovushlar tembrining to'g'ri uzatilishining sharti signal spektrining buzilmagan uzatilishidir. Signal spektri - bu murakkab tovushning sinusoidal komponentlari to'plami.
Eng oddiy spektr sof ohang deb ataladi, u faqat bitta chastotani o'z ichiga oladi. Musiqa asbobining ovozi qiziqroq: uning spektri asosiy ohangning chastotasi va overtonlar (yuqori tonlar) deb ataladigan bir nechta “nopok” chastotalardan iborat.Overtonlar asosiy ohang chastotasining karrali va odatda amplitudasi kichikroq. .
Ovoz tembri intensivlikning ohanglar bo'yicha taqsimlanishiga bog'liq. Turli musiqa asboblarining tovushlari tembrda farqlanadi.
Akkord deb ataladigan musiqiy tovushlar kombinatsiyasi spektri yanada murakkabroq. Bunday spektrda mos keladigan ohanglar bilan bir qatorda bir nechta asosiy chastotalar mavjud
Tembrdagi farqlar, asosan, signalning past-o'rta chastotali komponentlari bilan bog'liq, shuning uchun tembrlarning katta xilma-xilligi chastota diapazonining pastki qismida joylashgan signallar bilan bog'liq. Uning yuqori qismiga tegishli signallar ko'paygan sari o'zlarining tembr rangini yo'qotadilar, bu ularning garmonik tarkibiy qismlarining eshitiladigan chastotalar chegarasidan asta-sekin chiqib ketishi bilan bog'liq. Buni 20 tagacha yoki undan ortiq garmonika past tovushlar tembrini shakllantirishda faol ishtirok etishi bilan izohlash mumkin, o'rtacha 8 - 10, yuqori 2 - 3, chunki qolganlari zaif yoki eshitiladigan diapazondan tashqarida. chastotalar. Shuning uchun baland tovushlar, qoida tariqasida, tembrda kambag'aldir.
Deyarli barcha tabiiy tovush manbalari, shu jumladan musiqiy tovush manbalari tovush darajasiga tembrning o'ziga xos bog'liqligiga ega. Eshitish ham shu qaramlikka moslashgan - u tovush rangiga qarab manbaning intensivligini aniqlashi tabiiy. Balandroq tovushlar odatda qattiqroq bo'ladi.

Musiqiy tovush manbalari

Birlamchi tovush manbalarini tavsiflovchi bir qator omillar elektroakustik tizimlarning ovoz sifatiga katta ta'sir ko'rsatadi.
Musiqiy manbalarning akustik parametrlari ijrochilarning tarkibiga (orkestr, ansambl, guruh, solist va musiqa turi: simfonik, xalq, estrada va boshqalar) bog'liq.

Har bir cholg'u asbobida tovushning kelib chiqishi va shakllanishi muayyan cholg'u asbobida tovush hosil qilishning akustik xususiyatlari bilan bog'liq o'ziga xos xususiyatlarga ega.
Musiqiy tovushning muhim elementi hujumdir. Bu o'ziga xos o'tish jarayoni bo'lib, unda barqaror tovush xususiyatlari o'rnatiladi: ovoz balandligi, tembr, balandlik. Har qanday musiqiy tovush uch bosqichdan o'tadi - boshlanishi, o'rtasi va oxiri, ham boshlang'ich, ham yakuniy bosqichlar ma'lum bir davomiylikka ega. Dastlabki bosqich hujum deb ataladi. U boshqacha davom etadi: tortma, zarbli va ba'zi puflama cholg'u asboblari uchun 0-20 ms, fagot uchun 20-60 ms davom etadi. Hujum shunchaki tovush balandligini noldan qandaydir barqaror qiymatgacha oshirish emas, balki u tovush balandligi va uning tembridagi bir xil o'zgarish bilan birga bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, asbobning hujum xususiyatlari uning diapazonining turli qismlarida turli o'ynash uslublari bilan bir xil emas: skripka hujumning mumkin bo'lgan ekspressiv usullarining boyligi jihatidan eng mukammal asbobdir.
Har qanday musiqa asbobining o'ziga xos xususiyatlaridan biri chastota diapazoni ovoz. Asosiy chastotalarga qo'shimcha ravishda, har bir asbob qo'shimcha yuqori sifatli komponentlar bilan tavsiflanadi - o'ziga xos tembrni aniqlaydigan overtonlar (yoki elektroakustikada odatdagidek, yuqori harmonika).
Ma'lumki, tovush energiyasi manba chiqaradigan tovush chastotalarining butun spektri bo'ylab notekis taqsimlanadi.
Aksariyat asboblar asosiy chastotalarni, shuningdek, har bir asbob uchun har xil bo'lgan ma'lum (bir yoki bir nechta) nisbatan tor chastota diapazonlarida (formantlarda) individual ohanglarni kuchaytirish bilan tavsiflanadi. Formant mintaqasining rezonans chastotalari (gertsda) quyidagilardir: truba uchun 100-200, shox 200-400, trombon 300-900, truba 800-1750, saksafon 350-900, goboy 800-1500, bass-9002 -600.
Musiqa asboblarining yana bir o'ziga xos xususiyati ularning tovushining kuchi bo'lib, u tovush chiqaradigan tanasining yoki havo ustunining katta yoki kichik amplitudasi (oraliq) bilan belgilanadi (kattaroq amplituda kuchliroq tovushga mos keladi va aksincha). Eng yuqori akustik quvvat qiymatlari (vattlarda) quyidagilardir: katta orkestr uchun 70, bas baraban 25, timpani 20, tramna 12, trombon 6, pianino 0,4, truba va saksafon 0,3, truba 0,2, kontrabas 0.( 6, kichik fleyta 0,08, klarnet, shox va uchburchak 0,05.
“Fortissimo” chalganda asbobdan olinadigan tovush kuchining “pianissimo” chalganda tovush kuchiga nisbati odatda musiqa asboblari ovozining dinamik diapazoni deb ataladi.
Musiqiy tovush manbasining dinamik diapazoni ijrochilar guruhining turiga va ijro xarakteriga bog'liq.
Keling, alohida tovush manbalarining dinamik diapazonini ko'rib chiqaylik. Alohida musiqa asboblari va ansambllarining (turli kompozitsiyadagi orkestrlar va xorlar), shuningdek, ovozlarning dinamik diapazoni deganda ma'lum bir manba tomonidan yaratilgan maksimal tovush bosimining desibellarda ifodalangan minimalga nisbati tushuniladi.
Amalda, tovush manbasining dinamik diapazonini aniqlashda, odatda, faqat tovush bosimi darajalarida ishlaydi, ularning mos keladigan farqini hisoblaydi yoki o'lchaydi. Masalan, orkestrning maksimal tovush darajasi 90 va minimali 50 dB bo'lsa, dinamik diapazon 90 - 50 = 40 dB deb aytiladi. Bunday holda, 90 va 50 dB nol akustik darajaga nisbatan tovush bosimi darajasidir.
uchun dinamik diapazon bu manba tovush oʻzgaruvchan miqdordir. Bu bajarilayotgan ishning tabiatiga va ijro etilayotgan xonaning akustik sharoitlariga bog'liq. Reverberatsiya dinamik diapazonni kengaytiradi, bu odatda katta hajmli va minimal tovush yutilishi bo'lgan xonalarda maksimal darajaga etadi. Deyarli barcha asboblar va inson ovozlari tovush registrlari bo'ylab notekis dinamik diapazonga ega. Masalan, vokalchi uchun fortedagi eng past tovushning ovoz balandligi pianinodagi eng yuqori tovush darajasiga teng.

Muayyan musiqiy dasturning dinamik diapazoni alohida tovush manbalari bilan bir xil tarzda ifodalanadi, lekin maksimal ovoz bosimi dinamik ff (fortissimo) ohang bilan, minimal esa pp (pianissimo) bilan qayd etiladi.

Fff (forte, fortissimo) notalarida ko'rsatilgan eng yuqori ovoz balandligi taxminan 110 dB akustik tovush bosimi darajasiga va ppr notalarida (piano-pianissimo) ko'rsatilgan eng past ovoz balandligi taxminan 40 dB ga to'g'ri keladi.
Shuni ta'kidlash kerakki, musiqada ijroning dinamik nuanslari nisbiydir va ularning tegishli tovush bosimi darajalari bilan bog'liqligi ma'lum darajada shartli. Muayyan musiqiy dasturning dinamik diapazoni kompozitsiyaning tabiatiga bog'liq. Shunday qilib, Gaydn, Motsart, Vivaldi klassik asarlarining dinamik diapazoni kamdan-kam hollarda 30-35 dB dan oshadi. Pop musiqasining dinamik diapazoni odatda 40 dB dan oshmaydi, raqs va jazz musiqasi esa atigi 20 dB. Rus xalq cholg'ulari orkestri uchun ko'pgina asarlar ham kichik dinamik diapazonga ega (25-30 dB). Bu guruch guruhi uchun ham amal qiladi. Shu bilan birga, xonadagi guruch lentasining maksimal ovoz darajasi juda yuqori darajaga (110 dB gacha) yetishi mumkin.

Maskalash effekti

Ovoz balandligini sub'ektiv baholash tovushni tinglovchi tomonidan qabul qilinadigan sharoitga bog'liq. Haqiqiy sharoitda akustik signal mutlaq sukunatda mavjud emas. Shu bilan birga, begona shovqin eshitishga ta'sir qiladi, tovushni idrok etishni murakkablashtiradi, asosiy signalni ma'lum darajada maskalaydi. Sof sinus to'lqinni tashqi shovqin bilan niqoblash ta'siri ko'rsatuvchi qiymat bilan o'lchanadi. niqoblangan signalning eshitilish chegarasi uni sukunatda qabul qilish chegarasidan necha desibelga oshadi.
Bir tovush signalining boshqasi tomonidan niqoblanish darajasini aniqlash bo'yicha tajribalar shuni ko'rsatadiki, har qanday chastotali ohang yuqoriroqlarga qaraganda pastroq ohanglar bilan ancha samaraliroq maskalanadi. Misol uchun, agar ikkita tyuning vilkalari (1200 va 440 Gts) bir xil intensivlikdagi tovushlarni chiqarsa, biz birinchi ohangni eshitishni to'xtatamiz, ikkinchisi bilan niqoblanadi (ikkinchi tyuning tebranishini o'chirish orqali biz birinchi tovushni eshitamiz. yana).
Agar ikkita murakkab bo'lsa tovush signallari, tovush chastotalarining ma'lum spektrlaridan iborat bo'lib, keyin o'zaro maskalanish ta'siri paydo bo'ladi. Bundan tashqari, agar ikkala signalning asosiy energiyasi audio chastota diapazonining bir mintaqasida bo'lsa, maskalash effekti eng kuchli bo'ladi.Shunday qilib, orkestr asarini uzatishda, jo'rda niqoblanganligi sababli, solistning qismi yomonlashishi mumkin. tushunarli va eshitilmaydigan.
Orkestr yoki estrada ansambllarining ovozini uzatishda ravshanlikka yoki ular aytganidek, ovozning "shaffofligiga" erishish, agar asbob yoki orkestr asboblarining alohida guruhlari bir vaqtning o'zida bir yoki shunga o'xshash registrlarda o'ynasa, juda qiyin bo'ladi.
Rejissor, orkestrni yozishda, kamuflyaj xususiyatlarini hisobga olishi kerak. Repetitsiyalarda dirijyor yordamida u bir guruh cholg‘u asboblarining tovush kuchi o‘rtasida hamda butun orkestr guruhlari o‘rtasida muvozanatni o‘rnatadi. Asosiy melodik chiziqlar va alohida musiqiy qismlarning ravshanligiga bu holatlarda mikrofonlarni ijrochilarga yaqin joylashtirish, ovoz muhandisi tomonidan eng muhimlarni ataylab ta'kidlash orqali erishiladi. bu joy asboblar va boshqa maxsus ovoz muhandislik texnikasi asarlari.
Niqoblanish hodisasiga eshitish organlarining psixofiziologik qobiliyati qarama-qarshi bo'lib, ularning umumiy massasidan eng ko'p tashuvchi bir yoki bir nechta tovushlarni ajratib turadi. muhim ma'lumotlar. Masalan, orkestr chalayotganda dirijyor biron bir cholg‘uda biror qism ijrosidagi eng kichik noaniqliklarni sezadi.
Maskalash signal uzatish sifatiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin. Qabul qilingan tovushni aniq idrok etish, agar uning intensivligi qabul qilingan tovush bilan bir xil diapazonda joylashgan shovqin komponentlari darajasidan sezilarli darajada oshsa, mumkin. Bir xil shovqin bilan signalning ortiqchaligi 10-15 dB bo'lishi kerak. Eshitish idrokining bu xususiyati amaliy foydalanish, masalan, ommaviy axborot vositalarining elektroakustik xususiyatlarini baholashda. Shunday qilib, agar analog yozuvning signal-shovqin nisbati 60 dB bo'lsa, u holda yozilgan dasturning dinamik diapazoni 45-48 dB dan oshmasligi mumkin.

Eshitish idrokining vaqtinchalik xususiyatlari

Eshitish vositasi, boshqa tebranishlar tizimi kabi, inertialdir. Ovoz yo'qolganda, eshitish hissi darhol yo'qolmaydi, lekin asta-sekin, nolga kamayadi. Shovqin darajasi 8-10 fonga pasaygan vaqtga eshitish vaqti doimiysi deyiladi. Bu konstanta bir qator holatlarga, shuningdek, qabul qilinadigan tovush parametrlariga bog'liq. Agar tinglovchiga chastota tarkibi va darajasi bo'yicha bir xil bo'lgan ikkita qisqa tovush impulslari kelsa, lekin ulardan biri kechiktirilsa, ular 50 ms dan oshmaydigan kechikish bilan birga qabul qilinadi. Katta kechikish oraliqlarida ikkala impuls ham alohida qabul qilinadi va aks-sado paydo bo'ladi.
Eshitishning bu xususiyati ba'zi signallarni qayta ishlash qurilmalarini loyihalashda hisobga olinadi, masalan, elektron kechikish chiziqlari, reverberatsiyalar va boshqalar.
Shuni ta'kidlash kerakki, eshitishning o'ziga xos xususiyati tufayli qisqa muddatli tovush pulsining hajmini sezish nafaqat uning darajasiga, balki yurak urishining quloqqa ta'sir qilish muddatiga ham bog'liq. Shunday qilib, atigi 10-12 ms davom etadigan qisqa muddatli tovush quloq tomonidan bir xil darajadagi tovushdan ko'ra tinchroq qabul qilinadi, lekin eshitishga, masalan, 150-400 ms ta'sir qiladi. Shuning uchun, eshittirishni tinglashda, ovoz balandligi ma'lum bir intervalda tovush to'lqinining energiyasini o'rtacha hisoblash natijasidir. Bundan tashqari, inson eshitishi inertsiyaga ega, xususan, chiziqli bo'lmagan buzilishlarni sezganda, agar tovush pulsining davomiyligi 10-20 ms dan kam bo'lsa, ularni sezmaydi. Shuning uchun maishiy radioelektron qurilmalarning ovoz yozish darajasi ko'rsatkichlarida bir lahzali signal qiymatlari eshitish organlarining vaqtinchalik xususiyatlariga muvofiq tanlangan vaqt davomida o'rtacha hisoblanadi.

Ovozning fazoviy tasviri

Insonning muhim qobiliyatlaridan biri bu tovush manbasining yo'nalishini aniqlash qobiliyatidir. Bu qobiliyat binaural effekt deb ataladi va odamning ikkita qulog'i borligi bilan izohlanadi. Eksperimental ma'lumotlar ovozning qayerdan kelishini ko'rsatadi: biri yuqori chastotali ohanglar uchun, ikkinchisi past chastotali ohanglar uchun.

Ovoz manbaga qaragan quloqqa boshqa quloqqa qaraganda qisqaroq masofani bosib o'tadi. Natijada, quloq kanallarida tovush to'lqinlarining bosimi faza va amplituda o'zgaradi. Amplituda farqlari faqat yuqori chastotalarda, tovush to'lqin uzunligi boshning o'lchami bilan solishtirish mumkin bo'lganda sezilarli bo'ladi. Amplitudadagi farq 1 dB chegara qiymatidan oshib ketganda, tovush manbai amplituda kattaroq bo'lgan tomonda ko'rinadi. Ovoz manbasining markaziy chiziqdan og'ish burchagi (simmetriya chizig'i) amplituda nisbati logarifmiga taxminan proportsionaldir.
1500-2000 Gts dan past chastotali tovush manbasining yo'nalishini aniqlash uchun fazalar farqlari muhim ahamiyatga ega. Odamga tovush fazada oldinda bo'lgan to'lqin quloqqa etib kelgan tomondan kelganga o'xshaydi. Ovozning o'rta chiziqdan og'ish burchagi tovush to'lqinlarining ikkala quloqqa kelish vaqtidagi farqga mutanosibdir. O'qitilgan odam 100 ms vaqt farqi bilan fazalar farqini sezishi mumkin.
Vertikal tekislikda tovush yo'nalishini aniqlash qobiliyati ancha kam rivojlangan (taxminan 10 marta). Bu fiziologik xususiyat eshitish organlarining gorizontal tekislikdagi yo'nalishi bilan bog'liq.
Maxsus xususiyat fazoviy idrok odam tomonidan tovush eshitish organlarining sun'iy ta'sir vositalari yordamida yaratilgan umumiy, yaxlit lokalizatsiyani his qila olishida namoyon bo'ladi. Masalan, xonada old tomondan bir-biridan 2-3 m masofada ikkita dinamik o'rnatiladi. Tinglovchi birlashtiruvchi tizimning o'qidan bir xil masofada, qat'iy markazda joylashgan. Xonada dinamiklar orqali bir xil faza, chastota va intensivlikdagi ikkita tovush chiqariladi. Eshitish organiga o'tadigan tovushlarning bir xilligi natijasida odam ularni ajrata olmaydi, uning sezgilari simmetriya o'qi bo'yicha qat'iy markazda joylashgan yagona, ko'rinadigan (virtual) tovush manbai haqida g'oyalar beradi.
Agar biz hozir bitta dinamikning ovozini pasaytirsak, ko'rinadigan manba balandroq karnay tomon harakatlanadi. Ovoz manbai harakatlanuvchi illyuziyani faqat signal darajasini o'zgartirish orqali emas, balki bir tovushni boshqasiga nisbatan sun'iy ravishda kechiktirish orqali ham olish mumkin; bu holda, ko'rinadigan manba signalni oldindan chiqaradigan karnay tomon siljiydi.
Integral lokalizatsiyani ko'rsatish uchun biz misol keltiramiz. Dinamiklar orasidagi masofa 2 m, oldingi chiziqdan tinglovchigacha bo'lgan masofa 2 m; manba 40 sm chapga yoki o'ngga siljishi uchun 5 dB intensivlik darajasidagi farq yoki 0,3 ms vaqt kechikishi bilan ikkita signalni yuborish kerak. 10 dB daraja farqi yoki 0,6 ms vaqt kechikishi bilan manba markazdan 70 sm uzoqlikda "harakatlanadi".
Shunday qilib, agar siz karnay tomonidan yaratilgan ovoz bosimini o'zgartirsangiz, tovush manbasini harakatlantirish illyuziyasi paydo bo'ladi. Ushbu hodisa umumiy lokalizatsiya deb ataladi. Xulosa lokalizatsiyasini yaratish uchun ikki kanalli stereofonik tovush uzatish tizimi qo'llaniladi.
Asosiy xonada ikkita mikrofon o'rnatilgan, ularning har biri o'z kanalida ishlaydi. Ikkilamchi qurilmada ikkita karnay mavjud. Mikrofonlar bir-biridan ma'lum masofada, tovush chiqargichni joylashtirishga parallel ravishda chiziq bo'ylab joylashgan. Ovoz emitterini harakatlantirganda, mikrofonga turli xil tovush bosimi ta'sir qiladi va tovush to'lqinining kelish vaqti ovoz chiqaruvchi va mikrofonlar orasidagi teng bo'lmagan masofa tufayli har xil bo'ladi. Bu farq ikkilamchi xonada umumiy lokalizatsiya effektini yaratadi, buning natijasida ko'rinadigan manba ikki karnay o'rtasida joylashgan kosmosning ma'lum bir nuqtasida lokalizatsiya qilinadi.
Binaural tovush uzatish tizimi haqida gapirish kerak. Sun'iy bosh tizimi deb ataladigan ushbu tizim bilan asosiy xonaga bir-biridan odamning quloqlari orasidagi masofaga teng masofada joylashgan ikkita alohida mikrofon joylashtiriladi. Mikrofonlarning har biri mustaqil ovoz uzatish kanaliga ega, uning chiqishi ikkinchi darajali xonada chap va o'ng quloqlar uchun telefonlarni o'z ichiga oladi. Ovoz uzatish kanallari bir xil bo'lsa, bunday tizim asosiy xonada "sun'iy bosh" quloqlari yaqinida yaratilgan binaural effektni aniq etkazadi. Eshitish vositalariga ega bo'lish va ulardan uzoq vaqt foydalanish - bu kamchilik.
Eshitish organi tovush manbaigacha bo'lgan masofani bir qator bilvosita belgilar yordamida va ba'zi xatolar bilan aniqlaydi. Signal manbaigacha bo'lgan masofa kichik yoki katta bo'lishiga qarab, uning sub'ektiv bahosi turli omillar ta'sirida o'zgaradi. Agar aniqlangan masofalar kichik (3 m gacha) bo'lsa, ularning sub'ektiv bahosi chuqurlik bo'ylab harakatlanadigan tovush manbai hajmining o'zgarishi bilan deyarli chiziqli bog'liqligi aniqlandi. Murakkab signalning qo'shimcha omili uning tembri bo'lib, u manba tinglovchiga yaqinlashganda tobora “og'irroq” bo'lib boradi.Bu yuqori ohanglarga nisbatan past ohanglarning kuchayishi, natijada ovoz balandligining oshishi bilan bog'liq.
O'rtacha 3-10 m masofalar uchun manbani tinglovchidan uzoqlashtirish tovushning proportsional pasayishi bilan birga keladi va bu o'zgarish asosiy chastota va garmonik komponentlarga teng ravishda qo'llaniladi. Natijada, spektrning yuqori chastotali qismi nisbatan mustahkamlanadi va tembr yorqinroq bo'ladi.
Masofa ortishi bilan havodagi energiya yo'qotishlari chastota kvadratiga mutanosib ravishda ortadi. Yuqori registr ohanglarining yo'qolishi ortib borishi tembral yorqinligining pasayishiga olib keladi. Shunday qilib, masofalarni sub'ektiv baholash uning hajmi va tembridagi o'zgarishlar bilan bog'liq.
Yopiq xonada 20-40 ms ga to'g'ridan-to'g'ri aks ettirishga nisbatan kechiktirilgan birinchi ko'zgularning signallari eshitish organi tomonidan turli yo'nalishlardan kelib chiqqan holda qabul qilinadi. Shu bilan birga, ularning ortib borayotgan kechikishi bu aks ettirishlar sodir bo'ladigan nuqtalardan sezilarli masofa taassurotini yaratadi. Shunday qilib, kechikish vaqtiga ko'ra, ikkinchi darajali manbalarning nisbiy masofasini yoki bir xil bo'lsa, xonaning o'lchamini aniqlash mumkin.

Stereofonik eshittirishlarni sub'ektiv idrok etishning ayrim xususiyatlari.

Stereofonik tovush uzatish tizimi an'anaviy monofonik bilan solishtirganda bir qator muhim xususiyatlarga ega.
Stereofonik tovushni, ovoz balandligini ajratib turadigan sifat, ya'ni. tabiiy akustik istiqbolni monofonik ovoz uzatish texnikasi bilan mantiqiy bo'lmagan ba'zi qo'shimcha ko'rsatkichlar yordamida baholash mumkin. Bunday qo'shimcha ko'rsatkichlarga quyidagilar kiradi: eshitish burchagi, ya'ni. tinglovchining stereofonik tovush tasvirini idrok etish burchagi; stereo o'lchamlari, ya'ni. ovozli tasvirning alohida elementlarini kosmosning ma'lum nuqtalarida eshitish burchagi doirasida sub'ektiv ravishda aniqlangan lokalizatsiya; akustik atmosfera, ya'ni. tinglovchiga uzatilgan tovush hodisasi sodir bo'lgan asosiy xonada mavjudlik hissini berish effekti.

Xona akustikasining roli haqida

Rangli tovushga nafaqat tovushni qayta ishlab chiqarish uskunasi yordamida erishiladi. Eshitish xonasi ma'lum xususiyatlarga ega bo'lmasa ham, juda yaxshi uskunalar bilan ham, ovoz sifati yomon bo'lishi mumkin. Ma'lumki, yopiq xonada reverberatsiya deb ataladigan burun tovushi hodisasi paydo bo'ladi. Eshitish a'zolariga ta'sir qilib, reverberatsiya (uning davomiyligiga qarab) ovoz sifatini yaxshilashi yoki yomonlashishi mumkin.

Xonadagi odam nafaqat to'g'ridan-to'g'ri tovush manbai tomonidan yaratilgan to'g'ridan-to'g'ri tovush to'lqinlarini, balki xonaning shipi va devorlari tomonidan aks ettirilgan to'lqinlarni ham qabul qiladi. Ovoz manbai to'xtaganidan keyin bir muncha vaqt aks ettirilgan to'lqinlar eshitiladi.
Ba'zida aks ettirilgan signallar faqat asosiy signalni idrok etishga xalaqit beradigan salbiy rol o'ynaydi, deb hisoblashadi. Biroq, bu fikr noto'g'ri. Dastlabki aks ettirilgan aks-sado signallari energiyasining ma'lum bir qismi qisqa kechikishlar bilan inson qulog'iga etib boradi, asosiy signalni kuchaytiradi va uning ovozini boyitadi. Aksincha, keyinchalik aks ettirilgan aks-sadolar. kechikish vaqti ma'lum bir kritik qiymatdan oshsa, asosiy signalni idrok etishni qiyinlashtiradigan tovush fonini hosil qiladi.
Tinglash xonasida uzoq aks-sado bo'lmasligi kerak. Yashash xonalari, qoida tariqasida, ularning cheklangan o'lchamlari va tovushni yutuvchi yuzalar, yumshoq mebellar, gilamlar, pardalar va boshqalar mavjudligi sababli kam aks sado beradi.
Turli xil tabiat va xususiyatlarga ega bo'lgan to'siqlar tovushni yutish koeffitsienti bilan tavsiflanadi, bu yutilgan energiyaning tushayotgan tovush to'lqinining umumiy energiyasiga nisbati.

Gilamning tovushni yutuvchi xususiyatlarini oshirish (va yashash xonasida shovqinni kamaytirish) uchun gilamni devorga yaqin emas, balki 30-50 mm bo'shliq bilan osib qo'yish tavsiya etiladi.

1. Tovush, tovush turlari.

2. Tovushning fizik xususiyatlari.

3. Eshitish sezgisining xususiyatlari. Ovoz o'lchovlari.

4. Ovozning interfeys bo'ylab o'tishi.

5. Sog'lom tadqiqot usullari.

6. Shovqinning oldini olishni belgilovchi omillar. Shovqin himoyasi.

7. Asosiy tushunchalar va formulalar. Jadvallar.

8. Vazifalar.

Akustika. Keng ma'noda bu fizikaning eng past chastotalardan eng yuqori chastotalargacha bo'lgan elastik to'lqinlarni o'rganadigan bo'limidir. Tor ma'noda bu tovushni o'rganishdir.

3.1. Ovoz, tovush turlari

Keng ma'noda tovush gazsimon, suyuq va qattiq moddalarda tarqaladigan elastik tebranishlar va to'lqinlardir; tor ma'noda, odam va hayvonlarning eshitish organlari tomonidan sub'ektiv ravishda idrok etiladigan hodisa.

Odatda, inson qulog'i 16 Hz dan 20 kHz gacha bo'lgan chastota diapazonidagi tovushni eshitadi. Biroq, yosh bilan bu diapazonning yuqori chegarasi kamayadi:

16-20 Gts dan past chastotali tovush deyiladi infratovush, 20 kHz dan yuqori - ultratovush, va 10 9 dan 10 12 Gts gacha bo'lgan eng yuqori chastotali elastik to'lqinlar - gipertovush.

Tabiatda uchraydigan tovushlar bir necha turlarga bo'linadi.

Ohang - bu davriy jarayon bo'lgan tovushdir. Ohangning asosiy xususiyati chastotadir. Oddiy ohang garmonik qonunga muvofiq tebranuvchi jism tomonidan yaratilgan (masalan, vilka). Murakkab ohang garmonik bo'lmagan davriy tebranishlar (masalan, cholg'u asbobining ovozi, inson nutq apparati tomonidan yaratilgan tovush) natijasida hosil bo'ladi.

Shovqin- murakkab, takrorlanmaydigan vaqtga bog'liq bo'lgan va tasodifiy o'zgaruvchan murakkab ohanglarning (barglarning shitirlashi) birikmasidan iborat tovush.

Sonik bum- bu qisqa muddatli tovush ta'siri (qarsak chalish, portlash, zarba, momaqaldiroq).

Murakkab ohang davriy jarayon sifatida oddiy ohanglar yig'indisi sifatida ifodalanishi mumkin (komponent ohanglarga ajraladi). Ushbu parchalanish deyiladi spektr.

Akustik ohang spektri uning barcha chastotalarining nisbiy intensivliklari yoki amplitudalarini ko'rsatgan holda yig'indisidir.

Spektrdagi eng past chastota (n) asosiy tonga to'g'ri keladi, qolgan chastotalar esa overtonlar yoki garmonikalar deb ataladi. Overtonlar asosiy chastotaning ko'paytmalari bo'lgan chastotalarga ega: 2n, 3n, 4n, ...

Odatda, spektrning eng katta amplitudasi asosiy ohangga to'g'ri keladi. Aynan shu narsa quloq tomonidan tovush balandligi sifatida qabul qilinadi (pastga qarang). Overtones tovushning "rangini" yaratadi. Turli xil asboblar tomonidan yaratilgan bir xil balandlikdagi tovushlar, ohanglarning amplitudalari o'rtasidagi turli munosabatlar tufayli quloq tomonidan turlicha qabul qilinadi. 3.1-rasmda pianino va klarnetda chalinadigan bir xil notaning (n = 100 Hz) spektrlari ko'rsatilgan.

Guruch. 3.1. Pianino (a) va klarnet (b) notalarining spektrlari

Shovqinning akustik spektri davomiy.

3.2. Ovozning fizik xususiyatlari

1. Tezlik(v). Tovush vakuumdan tashqari har qanday muhitda tarqaladi. Uning tarqalish tezligi muhitning elastikligi, zichligi va haroratiga bog'liq, lekin tebranishlar chastotasiga bog'liq emas. Gazdagi tovush tezligi uning molyar massasiga (M) va mutlaq haroratga (T) bog'liq:

Suvdagi tovush tezligi 1500 m/s; Tananing yumshoq to'qimalarida tovush tezligi ham xuddi shunday ahamiyatga ega.

2. Ovoz bosimi. Ovozning tarqalishi muhitdagi bosimning o'zgarishi bilan birga keladi (3.2-rasm).

Guruch. 3.2. Ovoz tarqalishi paytida muhitdagi bosimning o'zgarishi.

Eshitish sezgilarining paydo bo'lishi kabi murakkab jarayonning boshlanishini aniqlaydigan quloq pardasining tebranishini keltirib chiqaradigan bosimning o'zgarishi.

Ovoz bosimi (Δ Ρ) - bu tovush to'lqinining o'tishi paytida yuzaga keladigan muhitdagi bosimdagi o'zgarishlarning amplitudasi.

3. Ovoz intensivligi(I). Ovoz to'lqinining tarqalishi energiyaning uzatilishi bilan birga keladi.

Ovoz intensivligi tovush to'lqini orqali uzatiladigan energiya oqimining zichligi(2.5-formulaga qarang).

Bir hil muhitda ma'lum bir yo'nalishda chiqarilgan tovushning intensivligi tovush manbasidan masofa bilan kamayadi. To'lqin o'tkazgichlardan foydalanganda intensivlikning oshishiga erishish mumkin. Tirik tabiatdagi bunday to'lqin o'tkazgichning tipik misoli aurikuldir.

Intensivlik (I) va tovush bosimi (DS) o'rtasidagi bog'liqlik quyidagi formula bilan ifodalanadi:

bu yerda r - muhitning zichligi; v- undagi tovush tezligi.

Odam eshitish sezgilarini boshdan kechiradigan tovush bosimi va tovush intensivligining minimal qiymatlari deyiladi eshitish chegarasi.

1 kHz chastotali o'rtacha odamning qulog'i uchun eshitish chegarasi tovush bosimi (DD 0) va tovush intensivligining (I 0) quyidagi qiymatlariga mos keladi:

D 0 = 3x10 -5 Pa (≈ 2x10 -7 mm Hg); I 0 = 10 -12 Vt / m2.

Odam qattiq og'riqni boshdan kechiradigan tovush bosimi va tovush intensivligi qiymatlari deyiladi og'riq chegarasi.

O'rtacha odamning qulog'i uchun 1 kHz chastotada og'riq chegarasi tovush bosimi (DD m) va tovush intensivligining (I m) quyidagi qiymatlariga mos keladi:

4. Intensivlik darajasi(L). Eshitish va og'riq chegaralariga mos keladigan intensivlik nisbati shunchalik yuqori (I m / I 0 = 10 13), ular amalda logarifmik shkaladan foydalanadilar, bu esa maxsus o'lchovsiz xarakteristikani kiritadi - intensivlik darajasi.

Intensivlik darajasi tovush intensivligining eshitish chegarasiga nisbatining o'nlik logarifmidir:

Intensivlik darajasining birligi oq(B).

Odatda intensivlik darajasining kichikroq birligi ishlatiladi - desibel(dB): 1 dB = 0,1 B. Desibeldagi intensivlik darajasi quyidagi formulalar yordamida hisoblanadi:

Bog'liqlikning logarifmik tabiati intensivlik darajasi o'zidan intensivlik ortib borishini bildiradi intensivlik 10 marta intensivlik darajasi 10 dB ga oshadi.

Tez-tez uchraydigan tovushlarning xususiyatlari jadvalda keltirilgan. 3.1.

Agar biror kishi kelayotgan tovushlarni eshitsa bir tomondan bir nechtadan mos kelmaydigan manbalar, keyin ularning intensivligi qo'shiladi:

Ovoz intensivligining yuqori darajasi eshitish vositasida qaytarilmas o'zgarishlarga olib keladi. Shunday qilib, 160 dB tovush quloq pardasining yorilishi va o'rta quloqdagi eshitish suyaklarining siljishiga olib kelishi mumkin, bu esa qaytarilmas karlikka olib keladi. 140 dB da odam qattiq og'riqni his qiladi va 90-120 dB shovqinga uzoq vaqt ta'sir qilish eshitish nervining shikastlanishiga olib keladi.

3.3. Eshitish hissiyotining xususiyatlari. Ovoz o'lchovlari

Ovoz eshitish hissi ob'ektidir. U shaxs tomonidan sub'ektiv baholanadi. Eshitish hissiyotining barcha sub'ektiv xususiyatlari tovush to'lqinining ob'ektiv xususiyatlari bilan bog'liq.

Ohang, tembr

Tovushlarni idrok etgan holda, odam ularni balandlik va tembr bilan ajratib turadi.

Balandligi ohang, birinchi navbatda, asosiy ohangning chastotasi bilan belgilanadi (chastota qanchalik baland bo'lsa, tovush shunchalik yuqori bo'ladi). Kamroq darajada balandlik tovush intensivligiga bog'liq (kattaroq intensivlikdagi tovush pastroq sifatida qabul qilinadi).

Tembr- bu tovush hissiyotining o'ziga xos xususiyati bo'lib, uning garmonik spektri bilan belgilanadi. Tovush tembri ohanglar soniga va ularning nisbiy intensivligiga bog'liq.

Weber-Fechner qonuni. Ovoz balandligi

Ovoz intensivligi darajasini baholash uchun logarifmik shkaladan foydalanish psixofizika bilan yaxshi mos keladi. Weber-Fechner qonuni:

Agar siz tirnash xususiyati geometrik progressiyada (ya'ni, bir xil miqdorda) oshirsangiz, bu tirnash xususiyati hissi arifmetik progressiyada (ya'ni, bir xil miqdorda) ortadi.

Bunday xususiyatlarga ega bo'lgan logarifmik funktsiyadir.

Ovoz balandligi eshitish sezgilarining intensivligi (kuchliligi) deb ataladi.

Inson qulog'i turli chastotalardagi tovushlarga turli xil sezgirlikka ega. Ushbu holatni hisobga olish uchun siz ba'zilarini tanlashingiz mumkin mos yozuvlar chastotasi, va u bilan boshqa chastotalar idrokini solishtiring. Kelishuv bo'yicha mos yozuvlar chastotasi 1 kHz ga teng qabul qilingan (shuning uchun eshitish chegarasi I 0 ushbu chastota uchun o'rnatiladi).

Uchun toza ohang 1 kHz chastotada ovoz balandligi (E) desibeldagi intensivlik darajasiga teng qabul qilinadi:

Boshqa chastotalar uchun ovoz balandligi eshitish sezgilarining intensivligini ovoz balandligi bilan solishtirish orqali aniqlanadi. mos yozuvlar chastotasi.

Ovoz balandligi 1 kHz chastotada tovush intensivligi (dB) darajasiga teng bo'lib, bu "o'rtacha" odamning berilgan tovush bilan bir xil ovoz balandligini boshdan kechirishiga olib keladi.

Ovoz balandligi birligi deyiladi fon.

Quyida 60 dB intensivlik darajasida chastotaga nisbatan ovoz balandligi misoli keltirilgan.

Teng ovoz balandligi egri chiziqlari

Chastota, ovoz balandligi va intensivlik darajasi o'rtasidagi batafsil bog'liqlik grafik yordamida tasvirlangan teng hajmli egri chiziqlar(3.3-rasm). Ushbu egri chiziqlar bog'liqlikni ko'rsatadi intensivlik darajasi L Berilgan tovush hajmida tovushning n chastotasidan dB.

Pastki egri chiziq mos keladi eshitish chegarasi. Bu sizga berilgan ohang chastotasida intensivlik darajasining chegara qiymatini (E = 0) topishga imkon beradi.

Teng ovoz balandligi egri chiziqlaridan foydalanib topishingiz mumkin ovoz balandligi, agar uning chastotasi va intensivlik darajasi ma'lum bo'lsa.

Ovoz o'lchovlari

Teng ovoz balandligi egri chiziqlari tovushni idrok etishni aks ettiradi o'rtacha odam. Eshitish qobiliyatini baholash uchun xos inson, sof ohang chegarasi audiometriyasi usuli qo'llaniladi.

Audiometriya - eshitish keskinligini o'lchash usuli. Maxsus qurilma (audiometr) yordamida eshitish sezgisining chegarasi aniqlanadi, yoki idrok chegarasi, LP turli chastotalarda. Buning uchun tovush generatoridan foydalanib, ular ma'lum chastotadagi tovushni yaratadilar va darajani oshiradilar,

Guruch. 3.3. Teng ovoz balandligi egri chiziqlari

zo'ravonlik darajasi L, intensivlikning chegara darajasini belgilang L p, bunda sub'ekt eshitish hissiyotlarini boshdan kechira boshlaydi. Ovoz chastotasini o'zgartirib, eksperimental bog'liqlik L p (v) olinadi, bu audiogramma deb ataladi (3.4-rasm).

Guruch. 3.4. Audiogrammalar

Ovozni qabul qilish apparati funktsiyasining buzilishiga olib kelishi mumkin eshitish halokati- turli ohanglarga va shivirlangan nutqqa sezgirlikning doimiy pasayishi.

Nutq chastotalarida idrok etish chegaralarining o'rtacha qiymatlariga asoslangan eshitish qobiliyatini yo'qotish darajalarining xalqaro tasnifi Jadvalda keltirilgan. 3.2.

Ovozni o'lchash uchun murakkab ohang yoki shovqin maxsus qurilmalardan foydalaning - ovoz balandligi o'lchagichlari. Mikrofon tomonidan qabul qilingan tovush elektr signaliga aylanadi va u filtrlar tizimidan o'tadi. Filtr parametrlari turli chastotalarda tovush darajasi o'lchagichning sezgirligi inson qulog'ining sezgirligiga yaqin bo'lishi uchun tanlangan.

3.4. Ovozning interfeys bo'ylab o'tishi

Ovoz to'lqini ikki vosita orasidagi interfeysga tushganda, tovush qisman aks etadi va qisman ikkinchi muhitga kiradi. Chegara orqali aks ettirilgan va uzatiladigan to'lqinlarning intensivligi mos keladigan koeffitsientlar bilan aniqlanadi.

Interfeysda tovush to'lqinining normal paydo bo'lishi uchun quyidagi formulalar amal qiladi:

Formuladan (3.9) ko'rinib turibdiki, muhitning to'lqin empedanslari qanchalik ko'p farq qilsa, interfeysda aks ettirilgan energiya ulushi shunchalik ko'p bo'ladi. Xususan, agar qiymat X nolga yaqin, keyin aks ettirish koeffitsienti birlikka yaqin. Masalan, havo-suv interfeysi uchun X= 3x10 -4, va r = 99,88%. Ya'ni, aks ettirish deyarli tugallangan.

3.3-jadvalda 20 °C da ba'zi muhitlarning tezligi va to'lqin empedanslari ko'rsatilgan.

E'tibor bering, aks ettirish va sinish koeffitsientlarining qiymatlari tovushning ushbu muhitdan o'tish tartibiga bog'liq emas. Masalan, tovushning havodan suvga o'tishi uchun koeffitsientlar teskari yo'nalishdagi o'tish bilan bir xil bo'ladi.

3.5. Aniq tadqiqot usullari

Ovoz inson organlarining holati haqida ma'lumot manbai bo'lishi mumkin.

1. Auskultatsiya- tanada paydo bo'ladigan tovushlarni bevosita tinglash. Bunday tovushlarning tabiatiga ko'ra, tananing ma'lum bir hududida qanday jarayonlar sodir bo'lishini aniq aniqlash mumkin va ba'zi hollarda tashxis qo'yish mumkin. Tinglash uchun ishlatiladigan asboblar: stetoskop, fonendoskop.

Fonendoskop tanaga qo'llaniladigan, o'tkazuvchi membranali ichi bo'sh kapsuladan iborat bo'lib, undan rezina naychalar shifokorning qulog'iga o'tadi. Havo ustunining rezonansi ichi bo'sh kapsulada paydo bo'lib, ovozning kuchayishiga va shuning uchun tinglashni yaxshilaydi. Nafas tovushlari, xirillashlar, yurak tovushlari va yurak shovqinlari eshitiladi.

Klinikada tinglash mikrofon va karnay yordamida amalga oshiriladigan qurilmalardan foydalaniladi. Keng

tovushlar magnit lentada magnitafon yordamida yozib olinadi, bu esa ularni takrorlash imkonini beradi.

2. Fonokardiografiya- yurak tovushlari va shovqinlarini grafik qayd etish va ularning diagnostik talqini. Yozish mikrofon, kuchaytirgich, chastota filtrlari va yozish moslamasidan iborat bo'lgan fonokardiograf yordamida amalga oshiriladi.

3. Perkussiya - tananing yuzasiga tegib, paydo bo'ladigan tovushlarni tahlil qilish orqali ichki organlarni tekshirish. Bog'lash maxsus bolg'achalar yoki barmoqlar yordamida amalga oshiriladi.

Agar tovush tebranishlari yopiq bo'shliqda yuzaga kelsa, u holda tovushning ma'lum chastotasida bo'shliqdagi havo rezonanslasha boshlaydi, bu bo'shliqning o'lchamiga va uning holatiga mos keladigan ohangni oshiradi. Sxematik ravishda inson tanasi turli hajmlarning yig'indisi sifatida ifodalanishi mumkin: gaz bilan to'ldirilgan (o'pka), suyuqlik (ichki organlar), qattiq (suyaklar). Tananing yuzasiga urilganda turli chastotalarda tebranishlar paydo bo'ladi. Ulardan ba'zilari chiqib ketadi. Boshqalari bo'shliqlarning tabiiy chastotalariga to'g'ri keladi, shuning uchun ular kuchayadi va rezonans tufayli eshitiladi. Organning holati va topografiyasi perkussiya tovushlarining ohangiga qarab belgilanadi.

3.6. Shovqinning oldini olishni belgilovchi omillar.

Shovqin himoyasi

Shovqinning oldini olish uchun uning inson tanasiga ta'sirini aniqlaydigan asosiy omillarni bilish kerak: shovqin manbasining yaqinligi, shovqinning intensivligi, ta'sir qilish muddati, shovqin ishlaydigan cheklangan makon.

Shovqinning uzoq muddatli ta'siri tanadagi (va nafaqat eshitish organida) funktsional va organik o'zgarishlarning murakkab simptomatik to'plamini keltirib chiqaradi.

Uzoq muddatli shovqinning markaziy asab tizimiga ta'siri barcha asabiy reaktsiyalarning sekinlashishi, faol diqqat vaqtining qisqarishi va ishlashning pasayishi bilan namoyon bo'ladi.

Shovqinga uzoq vaqt ta'sir qilgandan so'ng, nafas olish ritmi va yurak urish tezligi o'zgaradi va qon tomir tizimining ohangining oshishi sodir bo'ladi, bu esa sistolik va diastolik kuchayishiga olib keladi.

qon bosimining normal darajasi. Oshqozon-ichak traktining harakat va sekretor faolligi o'zgaradi, alohida ichki sekretsiya bezlarining gipersekresiyasi kuzatiladi. Terlashning ko'payishi kuzatiladi. Aqliy funktsiyalarni, ayniqsa xotirani bostirish mavjud.

Shovqin eshitish organining funktsiyalariga o'ziga xos ta'sir ko'rsatadi. Quloq, barcha sezgi organlari kabi, shovqinga moslasha oladi. Shu bilan birga, shovqin ta'sirida eshitish chegarasi 10-15 dB ga oshadi. Shovqin ta'sirini to'xtatgandan so'ng, eshitish chegarasining normal qiymati faqat 3-5 daqiqadan so'ng tiklanadi. Shovqin intensivligining yuqori darajasida (80-90 dB) uning charchatuvchi ta'siri keskin ortadi. Shovqinga uzoq vaqt ta'sir qilish bilan bog'liq eshitish qobiliyatining buzilishi shakllaridan biri eshitish qobiliyatini yo'qotishdir (3.2-jadval).

Rok musiqasi insonning ham jismoniy, ham ruhiy holatiga kuchli ta'sir ko'rsatadi. Zamonaviy rok musiqasi 10 Gts dan 80 kHz gacha shovqin hosil qiladi. Eksperimental ravishda aniqlanganki, agar zarbli cholg'u asboblari tomonidan o'rnatiladigan asosiy ritm 1,5 Gts chastotaga ega bo'lsa va 15-30 Gts chastotalarda kuchli musiqa jo'rligiga ega bo'lsa, u holda odam juda hayajonlanadi. 2 Gts chastotali ritm va bir xil hamrohlik bilan odam giyohvand moddalar bilan zaharlanishga yaqin holatga tushadi. Rok-kontsertlarda ovozning intensivligi 120 dB dan oshishi mumkin, garchi inson qulog'i o'rtacha 55 dB intensivlikka eng qulay tarzda sozlangan. Bunday holda, tovushli sarsıntılar, ovozli "kuyishlar", eshitish va xotira yo'qolishi mumkin.

Shovqin ko'rish organiga ham zararli ta'sir ko'rsatadi. Shunday qilib, qorong'i xonada odamga sanoat shovqinining uzoq vaqt ta'sir qilishi ko'zning to'r pardasi faoliyatining sezilarli pasayishiga olib keladi, bu optik asabning ishlashi va shuning uchun ko'rish keskinligi bog'liqdir.

Shovqindan himoya qilish juda murakkab. Buning sababi, nisbatan uzun to'lqin uzunligi tufayli tovush to'siqlar atrofida egilib (difraksiya) va tovush soyasi hosil bo'lmaydi (3.5-rasm).

Bundan tashqari, qurilish va texnologiyada qo'llaniladigan ko'plab materiallar etarlicha yuqori ovoz assimilyatsiya koeffitsientiga ega emas.

Guruch. 3.5. Ovoz to'lqinlarining diffraksiyasi

Ushbu xususiyatlar shovqinga qarshi kurashning maxsus vositalarini talab qiladi, ular manbaning o'zida paydo bo'ladigan shovqinni bostirish, susturuculardan foydalanish, elastik suspenziyalar, ovoz o'tkazmaydigan materiallardan foydalanish, yoriqlarni yo'q qilish va boshqalarni o'z ichiga oladi.

Shovqinning yashash joylariga kirib borishiga qarshi kurashish uchun, katta ahamiyatga ega shamol atirgullarini hisobga olgan holda binolarning joylashishini to'g'ri rejalashtirish, himoya zonalarini, shu jumladan o'simliklarni yaratish. O'simliklar yaxshi shovqinni yo'qotadi. Daraxtlar va butalar intensivlik darajasini 5-20 dB ga kamaytirishi mumkin. Yo'lak va yo'lak o'rtasidagi yashil chiziqlar samarali. Linden va archa daraxtlari shovqinni eng yaxshi namlaydi. Baland qarag'ay panjara ortida joylashgan uylar ko'cha shovqinidan deyarli butunlay ozod bo'lishi mumkin.

Shovqinga qarshi kurash mutlaq sukunatni yaratishni anglatmaydi, chunki uzoq vaqt davomida eshitish sezgilari bo'lmasa, odam ruhiy kasalliklarni boshdan kechirishi mumkin. Mutlaq sukunat va uzoq vaqt davomida kuchaygan shovqin odamlar uchun bir xil darajada g'ayritabiiydir.

3.7. Asosiy tushunchalar va formulalar. Jadvallar

Jadvalning davomi

Jadvalning oxiri

3.1-jadval. Uchragan tovushlarning xususiyatlari

3.2-jadval. Eshitish qobiliyatini yo'qotishning xalqaro tasnifi

3.3-jadval. Ba'zi moddalar va inson to'qimalari uchun tovush tezligi va o'ziga xos akustik qarshilik t = 25 ° C da

3.8. Vazifalar

1. Ko'chada intensivlik darajasi L 1 = 50 dB bo'lgan tovush xonada L 2 = 30 dB intensivlik darajasiga ega bo'lgan tovush sifatida eshitiladi. Ko'chada va xonada tovush intensivligi nisbatini toping.

2. 5000 Gts chastotali tovushning ovoz balandligi E = 50 vonga teng. Teng ovoz balandligidagi egri chiziqlar yordamida bu tovushning intensivligini toping.

Yechim

3.2-rasmdan biz 5000 Hz chastotada E = 50 fon hajmining L = 47 dB = 4,7 B intensivlik darajasiga to'g'ri kelishini aniqlaymiz. 3.4-formuladan biz quyidagilarni topamiz: I = 10 4,7 I 0 = 510 -8 Vt / m 2.

Javob: I = 5?10 -8 Vt/m2.

3. Fan L = 60 dB intensivlik darajasida tovush hosil qiladi. Ikki qo'shni fan ishlaganda tovush intensivligi darajasini toping.

Yechim

L 2 = log (2x10 L) = log2 + L = 0,3 + 6B = 63 dB (3.6 ga qarang). Javob: L 2 = 63 dB.

4. Undan 30 m masofada reaktiv samolyotning tovush darajasi 140 dB ni tashkil qiladi. 300 m masofada tovush darajasi qanday? Yerdan aks ettirishga e'tibor bermang.

Yechim

Intensivlik masofa kvadratiga mutanosib ravishda kamayadi - u 10 2 marta kamayadi. L 1 - L 2 = 10xlg (I 1 / I 2) = 10x2 = 20 dB. Javob: L 2 = 120 dB.

5. Ikki tovush manbalarining intensivlik nisbati teng: I 2 /I 1 = 2. Bu tovushlarning intensivlik darajalari qanday farq qiladi?

Yechim

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

6. 3 kHz chastotali tovush bilan bir xil ovoz balandligi va intensivligi 100 Gts chastotali tovushning intensivlik darajasi qanday?

Yechim

Teng ovoz balandligi egri chiziqlaridan foydalangan holda (3.3-rasm), biz 3 kHz chastotada 25 dB 30 von ovoz balandligiga to'g'ri kelishini aniqlaymiz. 100 Hz chastotada bu hajm 65 dB intensivlik darajasiga to'g'ri keladi.

Javob: 65 dB.

7. Ovoz to'lqinining amplitudasi uch barobar oshdi. a) uning intensivligi necha marta oshdi? b) ovoz balandligi necha desibelga oshdi?

Yechim

Intensivlik amplitudaning kvadratiga proportsionaldir (3.6 ga qarang):

8. Ustaxonada joylashgan laboratoriya xonasida shovqin intensivligi darajasi 80 dB ga yetdi. Shovqinni kamaytirish maqsadida laboratoriya devorlarini tovushni yutuvchi material bilan qoplash, tovush intensivligini 1500 barobarga kamaytirishga qaror qilindi. Bundan keyin laboratoriyada shovqin intensivligi qanday bo'ladi?

Yechim

Desibellarda tovush intensivligi darajasi: L = 10 x jurnal (I/I 0). Ovoz intensivligi o'zgarganda, tovush intensivligi darajasining o'zgarishi quyidagilarga teng bo'ladi:

9. Ikki vositaning impedanslari 2 marta farqlanadi: R 2 = 2R 1. Interfeysdan energiyaning qaysi qismi aks etadi va energiyaning qaysi qismi ikkinchi muhitga o'tadi?

Yechim

Formulalar (3.8 va 3.9) yordamida biz quyidagilarni topamiz:

Javob: 1/9 energiyaning bir qismi aks etadi va 8/9 ikkinchi muhitga o'tadi.

Kundalik hayotda biz tovushni boshqa narsalar qatori uning hajmi va balandligi bilan ham tasvirlaymiz. Ammo fizika nuqtai nazaridan, tovush to'lqini kosmosda tarqaladigan muhit molekulalarining davriy tebranishidir. Har qanday to'lqin singari, tovush ham o'zining amplitudasi, chastotasi, to'lqin uzunligi va boshqalar bilan tavsiflanadi. Amplituda tebranish muhitining "sokin" holatidan qanchalik kuchli og'ishini ko'rsatadi; Aynan u ovoz balandligi uchun javobgardir. Chastota sekundiga necha marta tebranish sodir bo'lishini aytadi va chastota qanchalik baland bo'lsa, biz eshitadigan tovush balandligi shunchalik yuqori bo'ladi.

Ovoz balandligi va chastotasining tipik qiymatlari, masalan, texnik standartlar va audio qurilmalarning tavsiflarida topilgan, inson qulog'iga moslashtirilgan, ular odamlar uchun qulay bo'lgan tovush va chastota diapazonida. Shunday qilib, ovoz balandligi 130 dB (desibel) dan yuqori bo'lgan tovush og'riq keltiradi va odam 30 kHz chastotali tovush to'lqinini umuman eshitmaydi. Biroq, bu "inson" cheklovlariga qo'shimcha ravishda, tovush to'lqinining hajmi va chastotasi bo'yicha sof jismoniy cheklovlar ham mavjud.

Vazifa

Oddiy sharoitlarda havo va suvda tarqalishi mumkin bo'lgan tovush to'lqinining maksimal hajmi va maksimal chastotasini hisoblang. Agar siz ushbu chegaralardan yuqori ovoz chiqarishga harakat qilsangiz nima bo'lishini umumiy ma'noda tasvirlab bering.

Ishora

Eslatib o'tamiz, desibellarda o'lchanadigan ovoz balandligi tovush to'lqinidagi (P) bosim P 0 dan necha marta kuchliroq ekanligini ko'rsatadigan logarifmik shkaladir. Bosimni hajmga aylantirish formulasi quyidagicha: desibeldagi hajm = 20 lg (P/P 0), bu erda lg - o'nlik logarifm. Akustikada chegara bosimi sifatida P0 = 20 mPa ni olish odatiy holdir (suvda boshqa chegara qiymati qabul qilinadi: P0 = 1 mkPa). Misol uchun, P = 0,2 Pa bosimli tovush P 0 dan o'n ming marta oshadi, bu 20 lg (10000) = 80 dB hajmga to'g'ri keladi. Shunday qilib, ovoz balandligi chegarasi tovush to'lqini yaratishi mumkin bo'lgan maksimal bosimdan kelib chiqadi.

Muammoni hal qilish uchun siz juda yuqori bosim yoki juda yuqori chastotali tovush to'lqinini tasavvur qilishga harakat qilishingiz va qanday jismoniy cheklovlar paydo bo'lishini tushunishga harakat qilishingiz kerak.

Yechim

Avval topamiz hajm chegarasi. Sokin havoda (tovushsiz) molekulalar xaotik tarzda uchadi, lekin o'rtacha havo zichligi doimiy bo'lib qoladi. Ovoz tarqalayotganda, tez xaotik harakatdan tashqari, molekulalar ma'lum bir davr bilan oldinga va orqaga silliq siljishni ham boshdan kechiradilar. Shu sababli, havoning kondensatsiyasi va kamdan-kam uchraydigan joylari, ya'ni yuqori va past bosimli joylar paydo bo'ladi. Aynan bosimning me'yordan og'ishi akustik bosim (tovush to'lqinidagi bosim).

Vakuum hududida bosim P atm - P ga tushadi. Gazda u ijobiy qolishi kerakligi aniq: nol bosim bu mintaqada bu daqiqa Vaqt zarralari umuman yo'q va bundan kam bo'lishi ham mumkin emas. Shu sababli, tovush qolganda tovush to'lqini yarata oladigan maksimal akustik bosim P atmosfera bosimiga to'liq tengdir. P = P atm = 100 kPa. U 20 lg (5 10 9) ga teng bo'lgan nazariy hajm chegarasiga to'g'ri keladi, bu taxminan beradi 195 dB.

Agar tovushning gazda emas, balki suyuqlikda tarqalishi haqida gapiradigan bo'lsak, vaziyat biroz o'zgaradi. U erda bosim salbiy bo'lishi mumkin - bu shunchaki ular uzluksiz muhitni cho'zishga va yirtib tashlashga harakat qilishlarini anglatadi, ammo molekulalararo kuchlar tufayli u bunday cho'zilishlarga bardosh bera oladi. Biroq, kattalik tartibiga ko'ra, bu salbiy bosim kichik, bitta atmosfera tartibida. P 0 uchun boshqa qiymatni hisobga olgan holda, bu taxminan suvdagi ovoz balandligining nazariy chegarasini beradi 225 dB.

Endi olamiz tovush chastotasi chegarasi. (Aslida, bu chastota bo'yicha mumkin bo'lgan cheklovlardan faqat bittasi; biz keyingi so'zda boshqalarni eslatib o'tamiz.)

Ovozning asosiy xususiyatlaridan biri (boshqa, murakkabroq to'lqinlardan farqli o'laroq) uning tezligi amalda chastotaga bog'liq emas. Ammo to'lqin tezligi n chastotasiga (ya'ni vaqtga) bog'liq da th davriylik) to'lqin uzunligi l (fazoviy davriylik): c = n·l. Shuning uchun chastota qanchalik baland bo'lsa, tovush to'lqin uzunligi shunchalik qisqa bo'ladi.

To'lqinning chastotasi moddaning diskretligi bilan chegaralanadi. Ovoz to'lqinining uzunligi molekulalar orasidagi odatdagi masofadan kam bo'lishi mumkin emas: axir, tovush to'lqini zarrachalarning kondensatsiya-zaryadidir va ularsiz mavjud bo'lolmaydi. Bundan tashqari, to'lqin uzunligi ushbu masofalarning kamida ikki yoki uchtasi bo'lishi kerak: axir, u ikkala kondensatsiya sohasini ham, kam uchraydigan hududni ham o'z ichiga olishi kerak. Oddiy sharoitlarda havo uchun molekulalar orasidagi o'rtacha masofa taxminan 100 nm, tovush tezligi 300 m / s, shuning uchun maksimal chastota taxminan 2 gigagertsli. Suvda diskretlik shkalasi kichikroq, taxminan 0,3 nm, tovush tezligi esa 1500 m/s. Bu taxminan ming marta yuqori chastota chegarasini beradi, tartibi bo'yicha bir necha terahertz.

Keling, topilgan chegaralardan oshib ketadigan tovush chiqarishga harakat qilsak nima bo'lishini muhokama qilaylik. Dvigatel oldinga va orqaga harakatlanadigan muhitga botirilgan qattiq plastinka tovush to'lqinini chiqaruvchi sifatida mos keladi. Texnik jihatdan shunday katta amplitudali emitentni yaratish mumkinki, maksimal darajada u atmosfera bosimidan ancha yuqori bosim hosil qiladi - buning uchun plastinkani tez va katta amplituda bilan siljitish kifoya. Biroq, keyin vakuum bosqichida (plastinka orqaga qaytganda) oddiygina vakuum bo'ladi. Shunday qilib, juda baland ovoz o'rniga, bunday plastinka "kesiladi A nozik va zich qatlamlarga "havoni nafas oling" va ularni oldinga tashlang. Ular muhit orqali tarqala olmaydilar - ular tinch havo bilan to'qnashganda, ular uni keskin qizdiradilar, zarba to'lqinlarini hosil qiladilar va o'zlarini qulab tushadilar.

Akustik emitent tovush chastotasining topilgan chegarasidan oshib ketadigan chastota bilan tebranadigan boshqa vaziyatni tasavvur qilish mumkin. Bunday emitent muhit molekulalarini itarib yuboradi, lekin tez-tez bu ularga sinxron tebranish hosil qilish imkoniyatini bermaydi. Natijada, plastinka energiyani tasodifiy ravishda yaqinlashib kelayotgan molekulalarga uzatadi, ya'ni u shunchaki muhitni isitadi.

Keyingi so'z

Bizning fikrimiz, albatta, juda oddiy edi va materiyada sodir bo'ladigan ko'plab jarayonlarni hisobga olmadi, bu ham tovushning tarqalishini cheklaydi. Misol uchun, yopishqoqlik tovush to'lqinining zaiflashishiga olib keladi va bu zaiflashuv tezligi chastota bilan tez ortadi. Chastota qanchalik baland bo'lsa, gaz tezroq oldinga va orqaga harakat qiladi, ya'ni yopishqoqlik tufayli energiya tezroq issiqlikka aylanadi. Shuning uchun, juda yopishqoq muhitda, yuqori chastotali ultratovush hech qanday makroskopik masofani uchib o'tishga vaqt topolmaydi.

Ovozni susaytirishda yana bir effekt ham rol o'ynaydi. Termodinamikadan shuni ko'rsatadiki, tez siqilish bilan gaz qiziydi va shu bilan birga tez kengayish- soviydi. Bu tovush to'lqinida ham sodir bo'ladi. Ammo agar gaz yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega bo'lsa, u holda har bir tebranish bilan issiqlik issiq zonadan sovuq zonaga oqib o'tadi, bu esa termal kontrastni va oxir-oqibat tovush to'lqinining amplitudasini zaiflashtiradi.

Shuni ham ta'kidlash joizki, topilgan barcha cheklovlar normal sharoitda suyuqlik va gazlarga nisbatan qo'llaniladi; sharoitlar sezilarli darajada o'zgarsa, ular o'zgaradi. Masalan, maksimal nazariy hajm bosimga bog'liq. Shuning uchun, bosim atmosfera bosimidan sezilarli darajada yuqori bo'lgan gigant sayyoralar atmosferasida yanada balandroq ovoz mumkin; aksincha, juda kam uchraydigan atmosferada barcha tovushlar muqarrar ravishda jim bo'ladi.

Nihoyat, suvda tarqaladigan ultratovushning yana bir qiziqarli xususiyatini eslatib o'tamiz. Ma'lum bo'lishicha, tovush chastotasi 10 gigagertsdan sezilarli darajada oshib ketganda, uning suvdagi tezligi taxminan ikki baravar ko'payadi va muzdagi tovush tezligi bilan taqqoslanadi. Bu shuni anglatadiki, suv molekulalari orasidagi ba'zi tez o'zaro ta'sir jarayonlari 100 pikosekunddan kamroq vaqt oralig'ida tebranish paytida muhim rol o'ynay boshlaydi. Nisbatan aytganda, suv bunday vaqt oralig'ida biroz qo'shimcha elastiklikka ega bo'lib, bu tovush to'lqinlarining tarqalishini tezlashtiradi. Biroq, bu "tezkor ovoz" ning mikroskopik sabablari tushunilgan