Cтраница 3
Громкость звука - величина слухового ощущения, зависящая от силы звука и его частоты. Принято оценивать громкость звука, сравнивая его со звучанием простого тона частотой 1000 Гц. Уровень силы звука с частотой 1000 Гц, столь же громкого, как и измеряемый звук, называется уровнем громкости. В этом диапазоне человеческое ухо обладает наибольшей чувствительностью. [31]
Громкость звука - величина слухового ощущения, зависящая от силы звуке и его частоты. Обычно принято оценивать громкость звука, сравнивая ее с громкостью простого тона, имеющего частоту 1000 гц, Уровень силы звука с частотой 1000 гц, столь же громкого, как и измеряемый звук, называется уровнем громкости. [32]
Телефония основана на том, что звуки речи или музыки состоят из простых тонов, а каждый тон представляет собой колебание определенной частоты и может передаваться переменным током этой частоты. [33]
Критическая ширина в децибелах представляет собой 10 1 § А / по отношению к 1 гц, а в герцах - А / в виде ширины полосы. Значения критической ширины в децибелах и герцах показаны по Флетчеру на рис. 12.13. Ширина каждой такой полосы равна количеству децибел, на которое простой тон должен быть поднят над уровнем белого шума, чтобы быть слышимым. [34]
Любопытны в этом плане рассуждения Рэлея. Убедившись в том, что ноты обычно являются сложными и что только один особый их вид. Какого рода те периодические колебания, которые дает простой тон. [35]
К этому добавляются условия, что для s 0 и s / обращается в нуль. Такое дифференциальное уравнение мы рассматривали неоднократно, последний раз - при исследовании продольных и крутильных колебаний упругого стержня. Среди рассмотренных там случаев находится также случай, в котором должны быть выполнены такие же граничные условия, как и здесь; определенное уже частное решение, а также все, что было сказано о возможных простых тонах и соответственных узлах, годится и здесь. Из указанных там частных решений мы составим теперь более общее для поперечных колебаний струны. [36]
Работы Гельмгольца 1 посвященные теории слуховых ощущений, показали, что механизм проведения звуков в среднем ухе сводится к простому явлению резонанса. На этом же явлении Гельмгольц думал построить и теорию процессов во внутреннем ухе, допуская, что отдельные дуги кортиева органа, настроенные каждая на определенный тон, улавливают только то колебание, которое они сами способны издавать. Колебания дуг раздражают далее волокна слухового нерва. Гельмгольц пишет: 2 Если до уха доводится простой тон, то в сильное движение должны притти те кортиевы дуги, которые находятся с ним в полном или приблизительном резонансе; все остальные приводятся в слабое колебание или совершенно не колеблются. Таким образом, каждый простой тон будет восприниматься определенными нервными волокнами и тоны различной высоты возбуждают различные нервные нити. [37]
Поэтому чистые тоны встречаются на практике очень редко - почти все звуки, которые мы слышим, гораздо сложнее и состоят из большого числа тонов, звучащих одновременно. Как это отражается на графике. Ответ на этот вопрос дает самая простая арифметика, но более научно звучит термин метод суперпозиции. Чтобы вычертить график давления звуковой волны, которая состоит из двух или более простых тонов, или синусоидальных волн, достаточно сложить ( или вычесть) соответствующие значения давления каждой волны в каждой точке и результат нанести на чертеж. [38]
Это утверждение нуждается в некоторых уточнениях, в частности, относительно степени независимости близких элементарных ощущений; однако пока нет нужды на этом останавливаться. Ощущение, соответствующее гармоническому колебанию, называют простым тоном или чистым тоном, или просто тоном. Наилучшее приближение к нему дает звук, издаваемый камертоном с резонатором или закрытой органной трубой большого диаметра. Поскольку форма кривой, изображающей гармоническое колебание, вполне определенна, различие между двумя простыми тонами может быть обусловлено только различием их частот или их амплитуд. Для тонов одной и той же высоты мощность, воздействующая на ухо, или относительная интенсивность, определяется амплитудой, или, точнее, ее квадратом, однако следует учесть, что здесь подразумевается интенсивность звука в смысле физики, а не субъективного ощущения. Для топов разной высоты возможно лишь неопределенное сравнение громкостей, причем связь с физической величиной мощности может оказаться очень малой. Вблизи порогов слышимости ощущение может быть слабым даже при относительно большой мощности звука. [39]
На конце этого конуса имеется маленькое отверстие. Против него в шарг имеется другое круглое отверстие Ь, значительно большее, но все же малое по сравнению с диаметром шара. Если на это отверстие падает сложный звук, состоящий из многих простых ( синусоидальных) в каком угодно числе и каком угодно сочетании, то резонатор Гельм-гольтца начнет гудеть только в том случае, когда среди этих простых звуков встречается и тот, который соответствует собственному тону резонатора. В этом случае резонатор его выделяет и усиливает. Если именно этого простого тона в сложном нет, резонатор молчит. Поэтому полный набор шаровых резонаторов может служить для анализа сложных звуков. Заставляя звучать исследуемый звук, приставляют к уху последовательно резонаторы различных размеров и отмечают, которые из них отзываются, и сравнительную силу гудения каждого из них. На каждом резонаторе отмечена либо высота его тона, либо число колебаний. Таким образом можно легко установить, из каких простых тонов состоит данный сложный звук. [40]
Работы Гельмгольца 1 посвященные теории слуховых ощущений, показали, что механизм проведения звуков в среднем ухе сводится к простому явлению резонанса. На этом же явлении Гельмгольц думал построить и теорию процессов во внутреннем ухе, допуская, что отдельные дуги кортиева органа, настроенные каждая на определенный тон, улавливают только то колебание, которое они сами способны издавать. Колебания дуг раздражают далее волокна слухового нерва. Гельмгольц пишет: 2 Если до уха доводится простой тон, то в сильное движение должны притти те кортиевы дуги, которые находятся с ним в полном или приблизительном резонансе; все остальные приводятся в слабое колебание или совершенно не колеблются. Таким образом, каждый простой тон будет восприниматься определенными нервными волокнами и тоны различной высоты возбуждают различные нервные нити. [41]
Одни предметы, инструменты и голоса услаждают и чаруют ухо уже отдельными своими звуками, другие безразличны в этом отношении, третьи производят даже неприятное, раздражающее действие. Чем именно объясняются эти явления, об этом пока можно только строить догадки. По аналогии с осязанием можно предположить, что нам приятно умеренное возбуждение слуховых нервов, примесь же резких раздражений неприятна. Гельмгольц указал еще на другое обстоятельство, обусловливающее приятность звуков, а именно - на гармоничность входящих в их состав простых тонов в противоположность нестройным их сочетаниям. [42]
Первое открытие Ньютона сохраняется в неизменной формулировке и до настоящего времени. Что же касается второго, то его не следует понимать слишком буквально: белый или вообще сложный свет, разлагаемый призмой, есть нечто целое. То обстоятельство, что при прохождении через призму или другой спектральный прибор, например дифракционную решетку, белый свет разлагается, есть результат действия этих приборов на свет, а не доказывает, что белый свет представляет собой смесь простых цветов. В этом смысле сложный свет подобен сложному звуку. Шум или музыкальный аккорд есть сложный звуковой импульс, который воспринимается нами как целое. При помощи анализаторов звука, например резонаторов ( см. § 24), мы можем в ы-делить из него простые тоны, подобные даваемым камертонами. В зависимости от анализирующего прибора сложный звук может быть разложен тем или иным образом. Возможность разложения его на простые тоны не означает, что он есть смесь этих тонов. Аналогично и белый свет надо рассматривать как нечто целое, а не как смесь простых цветов. [43]
Звук представляет собой колебания с частотой от 16 Гц до 20 кГц, распространяющиеся в упругой среде. Энергетической характеристикой звука является интенсивность. Звуки делятся на тоны, шумы и звуковые удары. Различают простые и сложные тоны. Основной его характеристикой является частота. Если тон представляет собой негармоническое колебание, то он называется сложным. Простой тон дает камертон, сложный - музыкальные инструменты или голосовой аппарат. Сложный тон может быть разложен на простые, при этом тон наименьшей частоты называется основным, а остальные - обертонами. Набор частот с указанием их интенсивности называется акустическим спектром сложного тона. [44]
Первое открытие Ньютона сохраняется в неизменной формулировке и до настоящего времени. Что же касается второго, то его не следует понимать слишком буквально: белый или вообще сложный свет, разлагаемый призмой, есть нечто целое. То обстоятельство, что при прохождении через призму или другой спектральный прибор, например дифракционную решетку, белый свет разлагается, есть результат действия этих приборов на свет, а не доказывает, что белый свет представляет собой смесь простых цветов. В этом смысле сложный свет подобен сложному звуку. Шум или музыкальный аккорд есть сложный звуковой импульс, который воспринимается нами как целое. При помощи анализаторов звука, например резонаторов ( см. § 24), мы можем в ы-делить из него простые тоны, подобные даваемым камертонами. В зависимости от анализирующего прибора сложный звук может быть разложен тем или иным образом. Возможность разложения его на простые тоны не означает, что он есть смесь этих тонов. Аналогично и белый свет надо рассматривать как нечто целое, а не как смесь простых цветов. [45]